2023年,我国“华龙一号”核电机组通过了英国GDA认证,并与阿根廷达成合作,这标志着我国自主研发的核电技术开始走向世界。

相信每一位听到这个消息的中国人都会感到精神振奋。但是对于很多不了解核电技术的朋友来说,心中难免存在担忧。核电站安全吗?为什么西方国家都在拆除核电站,而我国却反而大力扩建?今天我们就来说说核电站和“华龙一号”的崛起之谜。

先来说说为什么一定要建核电站。一座百万千瓦级别的核电站每年只需要30吨核燃料,而同等规模的火电站则需要消耗300万吨以上的煤炭。这可不是几百或者几千倍的差距,而是整整10万倍的差距。所以说,对于我国这样一个人口大国来说,核能绝对是最值得开发的能源形式之一。

尽管目前有一些西方国家在反对核电,但我国不应该盲目跟风,而是要继续研制“华龙一号”这样的核工业技术。

在“华龙一号”首次出现在公众视野里的时候,很多人说它是中国从外国引进的技术,事实却并非如此。“华龙一号”的设计基础是秦山核电站,而秦山核电机组的技术则起源于中国开发核潜艇动力堆的艰辛岁月。所以要知道“华龙一号”从何而来,就要知道核潜艇是怎么来的。

华龙一号独特的穹顶设计

从核武器到核电站

1958年6月,毛主席和周总理等领导人批准了聂荣臻元帅提出的自主研发核潜艇的报告。在各国严密的技术封锁下,我国在1959年9月,找到了苏联专家组组长沃尔比约夫,从他口中探听到了美国核潜艇的情况以及反应堆可能出现的问题,这成为了研发团队的宝贵经验。

聂荣臻元帅看望科研人员

虽说核潜艇的研发是摸着石头过河,但是有了这些经验,总算知道了这条河的深浅。在约谈后,科研队马不停蹄地开始“练兵”,让我国的技术专家们开始设计反应堆,并进行大量实际操作。

这次大练兵仅用了6个月时间,就完成了《潜艇核动力方案设计(草案)》,更为关键的是,它为我国的技术人才打下了良好的研究基础,无论是对核潜艇的研发,还是对核电站的建设,都起到了至关重要的作用。

由于1961年全国经济形势不容乐观,核潜艇项目被迫中断,我国只能先坚持研发出了原子弹。1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功。

核潜艇的研发工作也于第二年恢复。这一次,核动力院的专家们被派遣到了四川内江的一个山区里,这就是著名的909基地。

刚刚建立起来的909基地什么都没有,科研人员只能住老乡家,喝的是稻田和池塘水。在生活条件艰苦的岁月里,200多名技术专家和上千名会战军不辞劳苦,建成了一个精密的核潜艇陆上模式堆。

图为第一代核潜艇工程四位总师合影(左起赵仁恺、彭士禄、黄纬禄、黄旭华)

这个模式堆结构复杂,由29000多件仪器、仪表、管道和阀门组成,缺了一个相关技术人员都可能陷入瘫痪。

到了1967年,最担心的事情发生了,不少专家被卷入政治漩涡,整个工程因此受到冲击。好在几个月后,新中国发出的第一份《特别公函》下发,厂长、书记、科学家和工程师得以继续工作。

在多年的艰苦研发中,从1959年就参加潜艇核动力设计的工程师李宜传,是其中最具代表性的人物。在反应堆安装前,他就因为过度劳累切除了一个肾脏。大家都劝他回去休息,但他依旧带病工作,甚至把被子带到了值班室,吃住和工作都在一处,直到反应堆启堆成功。

经过多年的艰苦研发,终于在1970年迎来了反应堆开启的时刻。不过,启堆过程并不顺利。从7月17日凌晨启动反应堆,到8月30日达到满功率,中间经历了大起大落。既有因为首次实现核能发电的兴奋,也有因为山洪暴发而被迫停堆的失望。

第一代核潜艇陆上模式堆厂房

其中有一个小故事,令下场的所有人毕生难忘。在山洪导致停堆抢修的过程中,技术员邹心银发现焊接表面出现了一些大小不均的汽孔。需要消除里面的积水,但由于管壁狭窄、不平滑,又不能被金属碰撞,只好用丝巾一点一点地吸附。再不及时处理好故障,或许以往的工作都会毁于一旦。

就在人们焦躁不安的时候,传来了邹心银的声音:“让我来吧。”他拿来一根不知从哪里找来的细胶皮软管,插进管壁,整个人趴到堆顶盖上,用嘴吸管壁里的积水。这是只有在那个年代才可能发生的事,因为经过满功率运行的反应堆积水是可能带有放射性的。现场鸦雀无声,只能听见邹心银的吸水声——声音好像刀片一样划在每个人的心上。最后,积水吸干,焊接成功了。

这样的故事还有很多,千千万万个故事汇成一句话:1970年12月26日,中国第一艘核潜艇下水成功。而这艘核潜艇身上的196反应堆也成为了“华龙一号”机组的前身。

“华龙一号”的最大困难——缺钱

1970年-1990年期间,“华龙一号”的核心技术其实已经有了,就是196反应堆的建造原理和实验过程。几乎是只差一步就能完成核电站的实验工作了,就是“军用转民用”所需的经费太少了。

1988年接任核动力院院长的钱积惠回忆这段历史时说:“最困难的时候,我形容我们老院长(任和)像个叫花子,北上吉林,东到上海,南到海南岛,西到西藏,拄着拐棍‘讨饭吃’。全国都跑遍了,领着一批专家去求人家、找项目,风尘仆仆,跑了好几年。当时大家在山沟里,拿着仅有的一点工资,但热情还是很高,我们当时上上下下最常说的一句话就是我们要搞核电。”

钱积惠

后来,秦山核电站一期工程之所以能在那么短的时间里建成,其实基本是沿用了核潜艇196反应堆的技术,然后在民用的技术细节和安全性上进行补充也就完成了。

“华龙一号”起源于196反应堆,但是真正成熟却是在秦山核电站二期工程。

因为在这期项目开启之前,国家出台了更加严格的核安全要求,这让很多人觉得只有引进外国技术才能达标。当年世界上核电最发达的国家无非是美国和法国,美国拥有西屋AP600,法国拥有M310。

但是人家也不会白白给你修建,承包费就不是我们付得起的,毕竟后来核动力院进行自主研发的经费都只有220万,有时候钱不够还得自己倒贴。

好在结果是好的,因为我们自主研发出了脉冲反应堆,这项技术自1957年被美国通用原子公司研发出来以后,就一直被垄断。所以在1991年,我国研发出来的时候,美国还以为自己的技术被“盗窃”了。结果我们直接把自己具有独特工艺的设备照片给美国人看,不到一个小时,他们就被说服了。

1991年,我国第一座脉冲反应堆建成

核心技术是自己的,但是在设计理念上,是可以借鉴的,比如在安全性上,“华龙一号”就借鉴了法国的M310。

为了保障安全,科研人员给它设计了双层安全壳,安全壳的用料和结构都是现有核电技术里的最高级别,可以抵御大型飞机的撞击。在设计上提高了“华龙一号”的抗震标准,让它可以抵御17级台风、9级地震的烈度。可以说,“华龙一号”是先进性和成熟性的统一,也是安全性和经济性的平衡。

现在有人说,中国技术没有外国的好,可是他们却没有想过,自改革开放以来,中国没有白白得到过任何一项“国外先进技术”,不仅要付出,有时甚至要付出巨大的代价,甚至效果还没有我们想象中的那么好。所以,几代核电人都坚信自主研发才是彻底摆脱外国技术垄断的根本方法。

如今,看着走出国门的“华龙一号”,其实我们心中感到更多的是骄傲,骄傲于我们有最可爱的科学家,他们甘心扎根在贫困山区里,他们愿意鞠躬尽瘁,他们也同时创造了新时代。