10月8日，國(guó)慶節(jié)后第一天深夜23時(shí)05分，萬籟寂靜。可是位于成都的中核集團(tuán)中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院工作區(qū)內(nèi)，CF核燃料組件臨界熱流密度實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)的課題組成員謝士杰正目不轉(zhuǎn)睛地盯著顯示屏上的溫度曲線，當(dāng)其飛升至750℃時(shí)，他迅速地點(diǎn)擊褐色的功率切除鍵，馬上，曲線逆勢(shì)而下。
“點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵”這樣一項(xiàng)簡(jiǎn)單的操作，必須在溫度處于700~750℃這一區(qū)間的1秒內(nèi)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)人員必須捕捉到這一瞬間，提前或是延后，實(shí)驗(yàn)均告失敗。更為嚴(yán)重的是，一旦溫度突破750℃，實(shí)驗(yàn)用燃料棒將被燒毀，損失達(dá)數(shù)百萬之巨，還會(huì)極大地影響我國(guó)自主核燃料組件研發(fā)的進(jìn)程。
這就好比在鋼絲繩上跳芭蕾，當(dāng)前國(guó)際上僅有美、法等國(guó)能夠成功開展此類實(shí)驗(yàn)，而中國(guó)是世界上掌握此項(xiàng)技術(shù)的少數(shù)國(guó)家之一。截至目前，這場(chǎng)“芭蕾”，課題組已經(jīng)“跳”了近500次，并逐漸練就了賣油翁視微如著的“眼力”和庖丁游刃有余的“刀工”。
據(jù)了解，CF核燃料研發(fā)項(xiàng)目于2010年獲得中核集團(tuán)專項(xiàng)批復(fù)。中核核反應(yīng)堆熱工水力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了CF核燃料組件臨界熱流密度實(shí)驗(yàn)研究任務(wù)，當(dāng)時(shí)組建了以郎雪梅、秦勝杰、謝士杰等為核心的CF核燃料臨界熱流密度實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，隨著人員的調(diào)動(dòng)，仇子鋮、杜代全等先后加入了研究團(tuán)隊(duì)，并成為骨干。用她的話說，“這一路走來，真是屢敗屢戰(zhàn)、越戰(zhàn)越勇”。
雖然目前研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功駕馭這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，使中國(guó)成為少數(shù)掌握此項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家，但是前進(jìn)的道路并不一帆風(fēng)順，他們并不幸運(yùn)，意外遭遇了“冷棒臨界問題”的困擾，也因此，CF核燃料研發(fā)一度停滯不前，他們的心頭被一塊巨石壓得透不過氣來。
CF燃料臨界熱流密度實(shí)驗(yàn)是模擬核燃料組件在反應(yīng)堆運(yùn)行及事故工況下熱工安全邊界的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)。其中，燃料棒組件按照5×5的方式排列。按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，位于中間的3×3的9根熱棒應(yīng)該先達(dá)到臨界，但是實(shí)驗(yàn)過程中，處于外圍的16根冷棒卻先觸發(fā)了臨界。業(yè)內(nèi)人士都知道，“冷棒臨界”數(shù)據(jù)不是有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
“這個(gè)問題的確讓我們很頭疼、很頭疼。我們被它糾纏了快三年。”郎雪梅苦笑的臉上，依稀可見當(dāng)年的無奈，“我們一次又一次的實(shí)驗(yàn)，一次又一次的失敗，然后就不停在分析原因。”
據(jù)悉，2013年~2015年，從課題組所在的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，再到反應(yīng)堆工程研究所，再到核動(dòng)力院，甚至邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專家院士多次會(huì)診，共同尋找“病根”，可是效果并不理想，甚至出現(xiàn)了對(duì)課題組提出質(zhì)疑的聲音，認(rèn)為他們并沒有能力勝任這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
對(duì)此，大家都不服氣。“我們肯定有能力解決這一問題。”不愿服輸?shù)乃麄兛偢杏X破解的玄機(jī)就在實(shí)驗(yàn)使用的格架上。
為了攻克這一難關(guān)，課題組成員幾乎瘋魔。據(jù)介紹，課題組成員秦勝杰曾一個(gè)月目不轉(zhuǎn)睛地盯著原型格架的組件，他腦子里幾乎全都是格架結(jié)構(gòu)。謝士杰為了保證加熱元件的制造精度，曾帶病駐廠一個(gè)月之久，犧牲了節(jié)假日。仇子鋮為了提高實(shí)驗(yàn)成功率，在裝置上走了一圈又一圈，梳理各項(xiàng)操作規(guī)程，量化各項(xiàng)安裝指標(biāo)。杜代全為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法正確，一連數(shù)月沉浸在數(shù)萬行代碼程序中不能自拔……在研究團(tuán)隊(duì)的共同努力下，課題組拿出了8種實(shí)驗(yàn)用格架設(shè)計(jì)的建議方案，并通過計(jì)算分析遴選出2種最佳的方案，加工制作并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2015年8月15日，再次開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，顯示器上的曲線走勢(shì)終于符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期時(shí)，課題組成員歡欣鼓舞，汗水、加班、熬夜……，全部拋到腦后!困擾整個(gè)團(tuán)隊(duì)近3年的冷棒臨界問題得到了徹底的解決，這意味著為我國(guó)核燃料自主化之路掃清了障礙，助推我國(guó)核燃料自主研發(fā)之路又向前邁出了關(guān)鍵的一步。該項(xiàng)課題于2018年獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)和中核集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。
“真的非常感謝那時(shí)的一股倔強(qiáng)勁兒、一股不服輸?shù)膭艃?。在最艱難的時(shí)刻，大家都挺住了，沒有因?yàn)楸毁|(zhì)疑而退縮，才有CF核燃料研發(fā)現(xiàn)在順利的進(jìn)度。也因?yàn)榇?，我們課題組順利篩選出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、熱工性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的定位格架。”郎雪梅回憶說，“核燃料組件沒有最好，只有更好，課題組將繼續(xù)悉心鉆研，不斷為我國(guó)自主核燃料發(fā)展保駕護(hù)航。”
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