马棚里崛起中国核工业,今第四代反应堆核泄漏

深深娱乐 2024-12-07 16:12:18

1955年,中国才开始了对核能的战略性的部署。

为了发展属于中国的核能事业,清华大学在1956年成立了工程物理系,然后从各个专业中抽调学习优异的学生进行学习。

比如电机系、机械系、动能系等等专业,对于刚进入学科系统学习的学生来说还好,那些学科学习了一半,再从头学习就很麻烦。

因为这意味着之前几年的努力,都浪费了,所有的一切都要从头学起。

而这就是中国首批建设核反应堆的主力。

两年过去之后,到了1958年的时候,清华大学就瞄准了国家对于核能的战略需求,提出了要建设一座功率可以达到两千千瓦的屏蔽试验反应堆,工程代号200号。

为什么这个工程被叫做200号。

因为当时清华的各种基建项目的编号从2001开始,2002,2003……,这样做就是为了保密。

那么按照当时的习惯这个屏蔽试验反应堆项目的编号是靠后的,但是当时的基建处长知道这个项目后,认为该项目很重要。

算起来应该是当时学校里最重要的工程,所以就给一个最大的序号,这就有了200号这个名字了。

这算是一个小插曲。

后来方案批准后,一群平均年龄只有二十三岁半的清华师生,开启了中国核反应堆的大门。

那么今天就来说说,中国核反应堆的那些事。

中国的核能

1949年新中国成立,百废待兴,这个时期的中国虽然是一个大国,但却是一个农业大国。

而这个时期,真正的大国都是以工业立国,但这个时候的中国,无论是从工业企业,还是工业科技,几乎为零。

看看国际上,美国和苏联先后研发原子弹,然后是以原子能、无线电、电子、火箭、自动控制为代表的科技,将他们的国防力量、科技水平、甚至是经济水平都提升了一个大的台阶。

就是在这种背景下,中国启动了核能战略。

不管干什么,人才是首位,而这个时间点上,中国各行各业人才都缺,尤其是核能相关的人才。

缺少人才,这就需要培养人才,这就有了上文提到的清华大学成立工程物理系的事情。

截止到1958年的九月份,该专业才有了一百二十多人的教师团队,以及一千三百多人的学生队伍。

这就是当时中国核反应堆起家的资本。

也就是在这个背景下,清华大学向国家提出了建立反应堆的申请。

任何设施的建设都是需要土地的,当时建设反应堆的位置,被批在了清华大学学校外边东北方向上的后八家附近。

这个地方原来是一个养马场,场里就两排²,南面一排用来给马场职工作为住房和办公用的,北面就是一排马棚。

而反应堆的位置就是这两排房的中间位置。

当时团队对于建设反应堆的热情非常的高,所以地基挖掘,砌墙,装设备,都是团队人员亲自动手建设。

因为土质属于黄土层,所以挖地基的过程非常的快,结果挖完之后,大家有点傻眼了。

黄土层挖地基是快,但这就意味着这片土地的承重力是不足以支撑反应堆的重量。

当时只能想办法解决。

解决的方案很快就被提了出来,使用几十斤重的铅块,压在地面上,一层一层的压在基础层面上。

而在建设的过程中,团队还在同时推进反应堆的设计工作,并完成了首期工程所需要的大部分标准的设备,顺便还突破了十几项技术关键,培养出了建堆和运行需要的一部分技术人员。

这短短的时间完成了这么多事情,是不是就没有了?

现在人很难想象这个时候的人们,在困难中的努力和他们身上迸发出来的精神。

在这个过程中,他们还在其他单位的辅助下,完成了二百多件专业设备,甚至完成了需要几十万工时才能完成的加工工作量。

做这些事情的时候,他们是没有工作场地的,吃住都是在马棚里进行的,而他们的誓言只有四个字——建堆报国。

不过最终后八家马场这个地址被废弃了,原因还是基础黄土层松软,再加上距离市区近,就又换了一个地址。

位置选在了昌平以西六公里,南口以东两公里的地方,这就是虎峪村南一公里处的一个小山头上。

之所以选在这里,是因为这里是苏联援建中国首个核反应堆的附近。

于是一块面积四百亩的正方形土地,就成了200号反应堆的住址。

对于这个地方,团队成员流传着一个说法叫二两坡,之所以这么叫,因为从清华到虎峪村要先坐火车过去,然后走五公里的山路,这段山路就是一个大坡,爬一次坡,他们笑称会消化二两馒头。

所以这个大坡就被叫做二两坡。

非常形象的一个名字,也从侧面说明了,当时这些人建设这个反应堆的生活情况。

苦!绝对很苦。

直到1960年的下半年,才批下一块生活区,这才解决了人员在场地的住宿问题。

那么之前是怎么解决的?

虎峪村建设核反应堆,施工队和设计队是在1960年的初春去的,施工队一百多人(主要是复员军人),设计队一百多人。

这么多人来之后,就被安排在了村民的家里居住,据说当时村民家里的土炕上一睡就是七八个人。

因为人多,做饭吃饭也是一个问题,于是就在一个小庙里建灶做饭,小庙最多的时候,仅吃饭的人就有三百人。

这些人一起工作,到了六月份地基就完成了,1961年厂房建设完成,同年下半年进行了反应堆本体铝磁壳的安装。

1964年九月份这个屏蔽反应堆才建成,建成后的场地一万多平方米,八栋建筑物,几千套电器和机械部件,几十万米管线,顺带还攻克三十七项关键技术。

最关键的是,扩大用途、自动化程度、甚至是安全性都超过了国外的原参考设计水平。

后来这个场地对外叫做清华大学实验化工厂,目的是为了保密。

正是因为这个试验场地,清华大学后来开设了十二个原子新专业,以及二十一个实验室,五十一门新学科。

而且这个反应堆可以供六百个学生在反应堆上进行毕业设计。

中国的首艘核潜艇的屏蔽材料研究,就是在这个试验堆上进行的。

其他的研究还有,包括核辐射医学、火箭导弹、航天仪器辐射,种子辐射等等实验。

这是中国最大的核能研究基地。

而在首批建设该反应堆的学生中,有一位叫王大中的人,他成为了中国第四代核反应模块式高温气冷堆的建设者。

中国的模块式高温气冷堆

这个模块式高温气冷堆最大的特点就是安全。

那么它是怎么保证安全呢?

对于反应堆很多人会想到一根根黑色棒状燃料,往一汪池水中插入或者拔出。

而这个模块式高温气冷堆不是这样的。

它的核燃料被包裹在了陶瓷里边,而且这些陶瓷一共有四层。

这还不算,所有的核燃料被分成了一万两千份,每一份都是用四层陶瓷包裹,大小和拳头差不多。

这就意味着每一个燃料球就是一个核燃料装置,在同时进行裂变反应。

如果其中一个燃料球出现问题,那么这个燃料球相对来说温度是不大的,再加上有陶瓷保护,完全可以安全的取出来。

在取出的过程中,根本就不用担心其他的燃料球。

所以安全性是非常高的,熔堆这样的事情就不可能发生,可以做到及时处理。

而且在这一万两千个燃料球的外边,还有一层厚厚的石墨包裹着。

再有就是一个核电站使用这样的反应堆一共有两个,它们是模块化组装起来的,还可以独立运行。

这就意味着一个出现问题,在处理这个的同时,另一个还能继续运行。

或者在进行更换燃料球的时候,根本就不需要停堆。

而这套概念,是王大中在1981年提出来的,叫做球床堆——环形堆芯模块式高温气冷堆。

最关键的是,单堆的功率从最开始的二十万千瓦提高到了五十万千瓦。

不仅具有德国专利,还有美国和法国专利,德国媒体在报道这件事的时候说,中国人实现了一个奇迹。

当然技术归技术,理论归理论,所有的一切没有落地变成实物都是没有用的。

在1985年,王大中就开始主持了两个项目,其一五兆瓦低温核供热堆实验,其二布局高温气冷堆的关键技术研发以及实验。

1989年五兆瓦低温核供热堆研发成功,并投入运行,成为世界首座一体化自然循环水冷堆。

在2003年的时候,建成具有固有安全特性十兆瓦模块式球床高温气冷实验堆,而且并网发电成功。

0 阅读:103