張靜 孟憲飛 齊煒煒 熊 威 王革華/文

王大中，1935 年出生于河北省昌黎縣，國際著名的核能科學(xué)家、教育家，中國科學(xué)院院士。歷任清華大學(xué)核能所研究室主任、所長，核研院院長、總工程師，以及清華大學(xué)校長等職務(wù)。60 余年來，王大中院士一直活躍在科研第一線，以提高核能的安全性為主要學(xué)術(shù)理念，不畏艱難，在攀登核能科技高峰的道路上持之以恒，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一步一個(gè)腳印，在破解世界難題的道路上取得重要突破，走出了領(lǐng)先世界之路，實(shí)現(xiàn)了我國先進(jìn)核能技術(shù)的跨越發(fā)展。

結(jié)緣核能

少年時(shí)代，王大中在天津南開中學(xué)受到系統(tǒng)嚴(yán)格的訓(xùn)練，明確了人生志向，選擇了獻(xiàn)身祖國科技事業(yè)的道路，考入清華大學(xué)機(jī)械工程系。進(jìn)入大學(xué)后，一個(gè)偶然的機(jī)會，王大中看了介紹前蘇聯(lián)第一個(gè)原子能發(fā)電站——奧布靈斯克核電站的紀(jì)錄片。盡管那座核電站功率只有5000 千瓦，但原子核裂變釋出的巨大能量，以及在那厚厚的混凝土墻和自動(dòng)開啟的鑄鐵門后面的核反應(yīng)堆，都給他留下了強(qiáng)烈的印象。為祖國核能事業(yè)奮斗終生的想法就這樣在青年學(xué)子心中扎下根。

1955 年，為了發(fā)展我國的原子能事業(yè)，清華大學(xué)開始籌建工程物理系并從校內(nèi)抽調(diào)了一批優(yōu)秀學(xué)生，其中就包括了當(dāng)時(shí)正在讀大二的王大中。不過與大多數(shù)同學(xué)選擇核物理不一樣，王大中主動(dòng)選擇了反應(yīng)堆專業(yè)。1958 年，經(jīng)上級批準(zhǔn)，清華大學(xué)決定建設(shè)一座2 兆瓦的屏蔽試驗(yàn)反應(yīng)堆和原子能科學(xué)技術(shù)研究與人才培養(yǎng)基地，剛剛大學(xué)畢業(yè)的王大中便參與其中。

位于燕山腳下的屏蔽試驗(yàn)反應(yīng)堆是我國第一座自主設(shè)計(jì)和建造的核反應(yīng)堆，參與研究和建設(shè)的人員平均年齡只有23 歲半。

面臨國外的技術(shù)封鎖，我國迫切需要自力更生地發(fā)展自己的核力量，沖破壟斷，振興核能科學(xué)技術(shù)。參加屏蔽試驗(yàn)反應(yīng)堆籌建的清華大學(xué)師生提出了響亮的誓言：“用我們的雙手開創(chuàng)祖國原子能事業(yè)的春天！”然而當(dāng)時(shí)的反應(yīng)堆是保密很嚴(yán)的尖端技術(shù)，除了幾個(gè)年輕教師在401 所（現(xiàn)中國原子能科學(xué)研究院）的生活區(qū)看過俄文圖紙外，反應(yīng)堆是個(gè)什么樣子，誰也沒見過。

20 世紀(jì)60 年代初，“200 號”基地年輕的建設(shè)者（左列自上而下第三為王大中）

但這支年輕的隊(duì)伍在建隊(duì)過程中敢想敢干，不斷在實(shí)踐中成長。作為主要參與成員之一的王大中負(fù)責(zé)完成屏蔽試驗(yàn)堆首次臨界啟動(dòng)、零功率反應(yīng)堆建造運(yùn)行及實(shí)驗(yàn)工作、輕水堆中子物理實(shí)驗(yàn)、建設(shè)大型反應(yīng)堆高壓水熱工實(shí)臉回路和開展水堆元件臨界熱負(fù)荷研究。從做反應(yīng)堆模型，到建成零功率反應(yīng)堆；從跑材料、搞加工，到參加土建與安裝；從系統(tǒng)調(diào)試，到反應(yīng)堆一次啟動(dòng)運(yùn)行成功……他在理論上的探究和實(shí)踐的磨礪中對反應(yīng)堆有了更加全面深入的了解。經(jīng)過六年的艱苦奮斗，清華大學(xué)屏蔽試驗(yàn)反應(yīng)堆終于在1964 年9 月底建成。

“建隊(duì)也是建人?！被貞浧疬@段難忘的經(jīng)歷時(shí)，王大中感慨道：“只有將‘開拓創(chuàng)斷’與‘科學(xué)求實(shí)’很好地結(jié)合起來，才能事業(yè)有成。六年建堆的奮斗史告訴我們，科學(xué)攻關(guān)的過程決不是一帆風(fēng)順，而是充滿著困難、挫折和風(fēng)險(xiǎn)的，只有‘知難而進(jìn)’、執(zhí)著追求，才能到達(dá)成功的彼岸。當(dāng)年平均年齡只有23 歲半的一批年輕人之所以能建成反應(yīng)堆，靠的是團(tuán)結(jié)的力量和集體的智慧，它使我認(rèn)識到：現(xiàn)代大型高科技項(xiàng)目往往是多學(xué)科的集合，是科學(xué)與技術(shù)、工程與科學(xué)的綜合體。只有參加這種項(xiàng)目的每一個(gè)人都充分發(fā)揮出自己的聰明才智，同時(shí)又把所有人的聰明才智充分地集中起來，形成群體的優(yōu)勢，才能在高科技領(lǐng)域做出對國家對人民有益的貢獻(xiàn)?！?/p>

5 兆瓦低溫供熱堆

1989 年11 月3 日，清華大學(xué)核能技術(shù)研究所聳立起一座新落成的乳白色建筑物——清華大學(xué)5 兆瓦低溫供熱試驗(yàn)堆。室內(nèi)，指示控制棒位的熒光屏閃閃發(fā)光，經(jīng)過放大的中子計(jì)數(shù)器噠噠作響，人們在屏息靜氣地等待一個(gè)時(shí)刻的到來。

16 點(diǎn)53 分，主控制室各種儀表都顯示出反應(yīng)堆已到達(dá)首次臨界，時(shí)任核能所所長的王大中激動(dòng)地宣布：“5 兆瓦低溫供熱堆首次臨界運(yùn)行成功?！?/p>

從上個(gè)世紀(jì)60 年代后期起，核能真正進(jìn)入民用階段。到1978年，全世界運(yùn)行的核電站已有200多座，但是由于1979 年美國三哩島核電站發(fā)生事故，世界核電的發(fā)展進(jìn)入低潮期。到80 年代中期，化石能源緊缺使核能的發(fā)展再次受到重視，繼續(xù)探索更為安全的核能技術(shù)成為世界核能界的共同目標(biāo)。

王大中和他的同事們對國內(nèi)的能源儲量、能源構(gòu)成、能源需求以及國際核能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢做了深入的調(diào)查研究后，得出明確的結(jié)論：中國需要發(fā)展核能，中國能夠發(fā)展核能。

在這個(gè)分析的基礎(chǔ)上，王大中倡議并領(lǐng)導(dǎo)完成了利用屏蔽實(shí)臉反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)核能供熱的實(shí)驗(yàn)。1985年，國家決定在清華大學(xué)核能所建設(shè)一座 5 兆瓦低溫核供熱試驗(yàn)堆，把它列為國家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，探索核能多用途利用的科技之路。王大中挑起了主持領(lǐng)導(dǎo)這座反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和建設(shè)的重?fù)?dān)。

王大中曾經(jīng)說他的科研經(jīng)歷就是幾個(gè)反應(yīng)堆的拔地而起。實(shí)際上，他參與和主持建設(shè)的每一座反應(yīng)堆都對我國核能技術(shù)的革新與發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。近年來引起世界核能界高度關(guān)注的模塊式高溫氣冷堆，是王大中領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)的第二座核反應(yīng)堆，它是國際第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的待選堆型之一。

1981 年，王大中作為訪問學(xué)者來到世界著名的核能研究基地——聯(lián)邦德國于利希核研究中心，他選擇的研究題目是“模塊式中小型高溫氣冷堆的設(shè)計(jì)和研究”。在核能領(lǐng)域，這是一個(gè)難度很大、意義也很大的全新課題。當(dāng)時(shí)，德國科學(xué)家提出了新一代模塊式高溫氣冷堆的概念，這種反應(yīng)堆具有良好的固有安全特性。

“盡管這個(gè)方向當(dāng)時(shí)只是一個(gè)概念，但我覺得它對我們國家將來會有用途。因?yàn)槲沂冀K認(rèn)為對核能的利用來說，安全就是生命線，所以必須將來要把安全始終放在第一位?！笨粗羞@一點(diǎn)的王大中開始深入思考，并毅然選擇了這一研究方向。

1986 年，我國開始旨在跟蹤世界高科技發(fā)展的863 計(jì)劃，王大中被選為能源領(lǐng)域的首席科學(xué)家，那時(shí)國家科委將高溫氣冷堆列為我國未來發(fā)展的先進(jìn)反應(yīng)堆之一。然而就在這一年，前蘇聯(lián)發(fā)生了災(zāi)難性的核事故----切爾諾貝利核事故，世界核能的發(fā)展再次遭到沉重打擊。但此時(shí)冷靜理智的王大中并沒有因此動(dòng)搖研制先進(jìn)反應(yīng)堆的決心：“切爾諾貝利事故正好說明了我們需要有固有安全性的反應(yīng)堆。因?yàn)檫@個(gè)事故是一個(gè)人為操作的錯(cuò)誤，也是一個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的錯(cuò)誤，從根本上來說還是因?yàn)橄到y(tǒng)不夠先進(jìn)，無法保證永遠(yuǎn)不失誤?！?/p>

在世界核能發(fā)展最低潮的時(shí)期，他仔細(xì)研究了國際核能的發(fā)展，做出了3 個(gè)重大戰(zhàn)略性選擇，對中國乃至世界高溫氣冷堆發(fā)展發(fā)揮了重要影響：一是模塊式球床高溫氣冷堆堆型；二是從小規(guī)模實(shí)驗(yàn)堆到全尺寸工業(yè)示范電站的發(fā)展路線；三是在核心關(guān)鍵技術(shù)上堅(jiān)持自主創(chuàng)新的原則。

燃料元件的研發(fā)從最初的技術(shù)攻關(guān)開始、到年產(chǎn)兩萬個(gè)的清華實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線、再到年產(chǎn)十萬個(gè)的清華中試生產(chǎn)線，直到如今建成了年產(chǎn)30 萬個(gè)燃料球的中核北方元件廠，歷經(jīng)數(shù)十年，終于實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

20 萬千瓦級商業(yè)化示范電站

在10MW 高溫堆基礎(chǔ)上，王大中積極推進(jìn)高溫堆工業(yè)規(guī)模的轉(zhuǎn)化，將科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力。2006 年高溫氣冷堆核電站被列為國家16 個(gè)科技重大專項(xiàng)之一。其目標(biāo)是建設(shè)20 萬千瓦級商業(yè)化示范電站，為發(fā)展第四代核電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。這是他親身經(jīng)歷的第四座反應(yīng)堆。

在他的指導(dǎo)下，研究團(tuán)隊(duì)制定了兩個(gè)反應(yīng)堆模塊帶一臺高參數(shù)蒸汽輪機(jī)的總體技術(shù)方案。清華大學(xué)作為技術(shù)牽頭單位與華能集團(tuán)、中核集團(tuán)共同組織實(shí)施。工程完成了全部研發(fā)、工程驗(yàn)證、土建、設(shè)備制造和安裝。2021 年8 月，高溫氣冷堆示范電站已獲頒運(yùn)行許可證。2021 年9 月12 日，高溫氣冷堆示范電站成功實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆首次達(dá)到臨界狀態(tài)，機(jī)組正式開啟帶核功率運(yùn)行。建在山東石島灣這座高溫氣冷堆示范電站全方位實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，國產(chǎn)化率達(dá)90%以上，是世界首座工業(yè)規(guī)模的模塊式高溫氣冷堆核電站。

在2014 年國際學(xué)術(shù)會議上，美國核學(xué)會前主席、麻省理工學(xué)院教授卡達(dá)克說，“中國毫無疑問是全球高溫氣冷堆的領(lǐng)跑者，而且在未來很長一段時(shí)間，中國將繼續(xù)引領(lǐng)世界。”

回首來路，這是一條充滿艱辛的創(chuàng)新之路。國際上類似團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)軍科學(xué)家曾感嘆：先進(jìn)核能項(xiàng)目能否成功不在于誰更聰明，而在于誰更能堅(jiān)持。中國人最終走在世界前列，這歸功于國家的持續(xù)支持、產(chǎn)學(xué)研合作的體制機(jī)制、科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的堅(jiān)韌不拔，其中一個(gè)關(guān)鍵就是長期的帶頭人王大中。

改革開放之初，德、美、日的高溫氣冷堆技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先，我國基礎(chǔ)薄、投入少。王大中帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)近40 年艱難的探索，超越了德國、日本、美國，以及以美歐的下一代核電聯(lián)盟。2012 年12 月率先啟動(dòng)了工業(yè)規(guī)模的示范電站建設(shè)。近幾年美歐核電聯(lián)盟一直想建設(shè)一個(gè)類似的工業(yè)示范工程，但何時(shí)能夠落地開工尚無時(shí)間表，技術(shù)已經(jīng)落在我國后面。

今年11 月11 日，石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程2 號反應(yīng)堆首次臨界，這是示范工程繼今年完成雙堆冷試、雙堆熱試、首次裝料、1 號反應(yīng)堆成功臨界后取得的又一重大進(jìn)展，標(biāo)志著示范工程順利完成雙堆臨界，為年內(nèi)并網(wǎng)發(fā)電目標(biāo)實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第一次，中國在先進(jìn)核能技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域提前解決了“卡脖子”技術(shù)問題，第一次在一種工業(yè)規(guī)模的先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)上我國領(lǐng)先了世界。