核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國家安全重要基石。新中國成立以來，中國核事業(yè)從無到有、持續(xù)發(fā)展，形成了完備的核工業(yè)體系，為保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、提高人民生活水平、促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展作出了重要貢獻，走出一條中國特色核安全之路。

2022年4月26日，中核集團科技人員在新一代人造太陽真空室內(nèi)安裝關(guān)鍵部件。攝影 王大江

隨著1983年“熱堆—快堆—聚變堆”核能“三步走”戰(zhàn)略的提出，40多年來，中國核工業(yè)技術(shù)水平和綜合實力躋身世界第一方陣。《中國核能發(fā)展報告2024》藍皮書顯示，截至2024年4月15日，中國在建核電機組26臺，在建總裝機容量3030萬千瓦，在建數(shù)量和裝機容量均保持世界第一。

從我國核科學技術(shù)的發(fā)祥地中國原子能科學研究院，到中國“華龍一號”研發(fā)設(shè)計牽頭單位中國核電工程有限公司，再到承擔“人造太陽”中國環(huán)流二號、三號裝置科研攻關(guān)的核工業(yè)西南物理研究院，核工業(yè)艱苦卓絕、光輝燦爛的奮斗歷史深深鐫刻。一次次的測試與探索，一代代核電人辛勤的付出，在廣袤的中國大地上，匯聚成與國家民族同頻共振的回響，迸發(fā)出中國核事業(yè)不竭的求索力量與前行動力。

華龍一號”：核能首步的堅固基石

“華龍一號”批量化建設(shè)項目漳州核電基地全景。這里地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，是得天獨厚的避風港，為核電站的順利建設(shè)和安全運營奠定基礎(chǔ)。中核集團 供圖

規(guī)劃中國核能發(fā)展的“三步走”路線圖，其核心內(nèi)容是解決中國核能可持續(xù)發(fā)展、核燃料長期安全有效供應(yīng)的問題。熱堆是核能發(fā)展的第一步，主要關(guān)注的是核裂變技術(shù)的成熟應(yīng)用。當前，熱堆技術(shù)相對成熟，是核能發(fā)電的主要形式， “華龍一號”便是這一階段的標志性成果之一。它不僅在技術(shù)層面取得突破，還在綠色低碳發(fā)展、能源安全等方面發(fā)揮了積極作用。

“華龍一號”作為中國自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)，其安全性與經(jīng)濟性得到了國際社會的廣泛認可，成為中國核電“走出去”的亮麗名片。“‘華龍一號’創(chuàng)新性地采用了177組堆芯、能動與非能動結(jié)合的安全設(shè)計特征，實現(xiàn)了關(guān)鍵核心設(shè)備的自主化。”中國核電工程有限公司北京核工程研究設(shè)計院副總工程師劉詩華說。

據(jù)介紹，“華龍一號”核電技術(shù)的雙層安全殼設(shè)計能夠抵御大型飛機撞擊、17級臺風和9度地震烈度，確保了核電站在極端條件下的安全穩(wěn)定運行。同時，“華龍一號”還采用了先進的反應(yīng)堆控制和安全系統(tǒng)，提高了核電站的自動化水平和運行效率。

河北省廊坊市安次區(qū)，中核工程廊坊研發(fā)基地。如今，中核工程的安全殼結(jié)構(gòu)性能實驗平臺(玄武)和安全殼熱工水力綜合實驗裝置(盤古)均坐落于此。中核集團 供圖

在福建漳州，一個采用“華龍一號”技術(shù)的世界最大華龍核電基地正在加速建設(shè)中。

在位于中核集團福建漳州核電1號機組的主控室里，電子屏幕上數(shù)字閃爍，當班值長鐘蘭華密切關(guān)注著相關(guān)數(shù)字的變化。在核電行業(yè)中，操縱人員常常被稱為“黃金人”，因為我國大陸首批核電操縱人員每個人的培養(yǎng)成本，大約和與之等重的黃金價值相當。

2014年大學畢業(yè)后，鐘蘭華先后前往中國原子能研究院和福建福清核電站接受培訓，系統(tǒng)學習核電站的操作規(guī)范，并在一線崗位上工作了7年，不斷磨練實操技能。2022年6月鐘蘭華回到福建漳州核電廠，現(xiàn)已成長為漳州核電“華龍一號”的首批值長。

在福建漳州核電1號機組的主控室內(nèi)，當班值長鐘蘭華正全神貫注地監(jiān)控著主控臺上各類精密儀表與顯示屏上實時更新的數(shù)據(jù)變化，這些數(shù)據(jù)涵蓋了反應(yīng)堆功率、冷卻系統(tǒng)狀態(tài)、安全系統(tǒng)參數(shù)等多個關(guān)鍵領(lǐng)域，確保對核電站的運行狀態(tài)有著全面而精準的掌握，以便及時做出必要的調(diào)整與決策，保障機組的安全穩(wěn)定運行。攝影 陳建/人民畫報

在福建漳州核電1號機組的中控室內(nèi)，正在進行著值班工作人員之間的專業(yè)交接班程序，涵蓋了對當前機組運行狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)、安全監(jiān)控信息及待處理事項的細致交接。攝影 陳建/人民畫報

中國核電工程有限公司“華龍一號”型號總設(shè)計師霍小東(左)與福建漳州核電技術(shù)人員就“華龍一號”反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及安全性能提升的具體技術(shù)細節(jié)進行深入溝通與討論。攝影 陳建/人民畫報

在福建漳州核電1號機組的核島主廠房區(qū)域內(nèi)，專業(yè)技術(shù)人員正對反應(yīng)堆及其輔助系統(tǒng)的運行狀態(tài)、安全參數(shù)以及潛在問題進行細致核查與確認，以確保核島設(shè)施的安全、穩(wěn)定與高效運行。攝影 陳建/人民畫報

在福建漳州核電1號機組，經(jīng)過一系列嚴謹?shù)陌踩珯z查與任務(wù)確認后，工作人員完成了他們在核島主廠房區(qū)域內(nèi)的既定工作。攝影 陳建/人民畫報

漳州核電1號機組核島廠房換料水池。攝影 陳建/人民畫報

“一堆一器”　　

中國第一臺回旋加速器和第一座重水反應(yīng)堆(簡稱為 “一堆一器”)，如今已成為時代的永恒見證。1958年9月27日，“一堆一器”在北京正式移交生產(chǎn)，標志著我國已經(jīng)跨進了原子能時代。1984年，回旋加速器完成歷史使命，光榮退役;2007年，重水反應(yīng)堆經(jīng)過近五十年的安全運行，正式停閉。從基礎(chǔ)研究到“兩彈一艇”技術(shù)攻關(guān)，再到和平利用原子能，“一堆一器”為中國核事業(yè)的發(fā)展作出了不可磨滅的歷史貢獻。

中國第一臺回旋加速器

1958年6月10日，中國第一臺回旋加速器調(diào)試出束。中國原子能科學研究院 供圖

中國第一座重水反應(yīng)堆

1958年6月13日，中國第一座重水反應(yīng)堆首次臨界。中國原子能科學研究院 供圖　　

作為運行值長，鐘蘭華不僅要負責核電站日常的安全運行，還要確保每一個細節(jié)符合最高的安全標準。對于像他這樣的“黃金人”而言，成為一名核電站值長并非一蹴而就，而是經(jīng)過長時間的積累和嚴格的培訓。他的故事展示了中國核電人才培養(yǎng)的成功經(jīng)驗。　　

2024年9月27日，漳州核電二期工程4號機組開始澆灌核島第一罐混凝土(FCD)，這是漳州核電基地第4臺“華龍一號”機組;10月12日，漳州核電1號機組開始裝載首爐核燃料，為年內(nèi)并網(wǎng)發(fā)電打下堅實基礎(chǔ)。　　

在“雙碳”目標引領(lǐng)下，中國核電建設(shè)正在提速。近年來，中國核準了包括浙江金七門核電等多個核電項目。作為中國三代核電技術(shù)的主力堆型，設(shè)備可靠、工期可控、成本經(jīng)濟的“華龍一號”，現(xiàn)已成為全球在運在建機組總數(shù)最多的三代核電技術(shù)，標志著中國核電技術(shù)與綜合競爭力躋身世界第一方陣。　　

從“一堆一器”到“多堆多器”　　

在北京西南遠郊有一片土地，至今依然保留著上世紀50年代建造的廠房、生活區(qū)和專家樓。工作區(qū)中有一塊長超三米、高過兩米的綠色磁鐵引人注目。這就是中國第一臺回旋加速器的主磁鐵。一路之隔的花園里，立有錢三強、王淦昌兩位 “兩彈一星”元勛、原子能院前任院長的雕塑。步入花園的另一側(cè)，一座式樣古樸的反應(yīng)堆大樓內(nèi)，建有中國第一座重水反應(yīng)堆，人們稱之為“功勛堆”。

這里，就是有著“中國核工業(yè)搖籃”之稱的中核集團中國原子能科學研究院(以下簡稱“原子能院”)，也是中國第一座重水反應(yīng)堆和第一臺回旋加速器(簡稱“一堆一器”)的誕生之地。　　

1955年，黨中央作出了大力發(fā)展中國原子能事業(yè)的戰(zhàn)略決策。從1956年5月破土動工到1958年7月完工，一座原子能科學研究基地在田野上拔地而起。

中國實驗快堆是國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)支持的重大科研工程項目，是我國唯一的快堆技術(shù)試驗、應(yīng)用、研發(fā)平臺，也是我國開展閉式燃料循環(huán)技術(shù)研發(fā)的主要設(shè)施之一。2010年7月21日實現(xiàn)首次臨界，并開始進行相關(guān)實驗工作。中國原子能科學研究院 供圖

反應(yīng)堆和加速器是開展原子能研究需要的重要基礎(chǔ)核設(shè)施，沒有這些大型核設(shè)施，所有的研究只能是紙上談兵。1958年，在蘇聯(lián)的援助下，原子能院建成“一堆一器”，標志著中國跨入原子能時代。“一堆一器”的落成，使中國核科學的研究裝備和實驗手段大幅改善。原子能院科研人員充分利用相關(guān)研究裝備產(chǎn)出了累累碩果，尤其是為“兩彈一艇”(原子彈、氫彈、核潛艇)研制建立了卓越功勛。

如今，第一座重水反應(yīng)堆已經(jīng)停閉，第一臺回旋加速器也已退役，原子能院卻從“一堆一器”走向“多堆多器”，成為國內(nèi)加速器與反應(yīng)堆類型最多的綜合性研發(fā)基地。在數(shù)十年的研發(fā)過程中，原子能院全面掌握了快堆技術(shù)，取得了一大批自主創(chuàng)新成果和專利，形成了完整的研發(fā)能力，并培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的技術(shù)人才隊伍。

中國先進研究堆 中國原子能科學研究院 供圖

2010年，原子能院建成中國首座快堆—中國實驗快堆。標志著中國在占領(lǐng)核能技術(shù)制高點、建立可持續(xù)發(fā)展的先進核能系統(tǒng)上邁出了重要一步。2011年7月，中國實驗快堆實現(xiàn)40%功率并網(wǎng)發(fā)電。2014年12月，在完成各項重要調(diào)試試驗后，實驗快堆首次實現(xiàn)了滿功率并網(wǎng)發(fā)電運行72小時。此后，接力棒便傳到了運行人員手中。由于實驗快堆即使在停堆期間，各路系統(tǒng)也要保持繼續(xù)運轉(zhuǎn)，運行人員需要24小時隨時待命。

作為第一批快堆運行操作人員，中國原子能科學研究院反應(yīng)堆工程技術(shù)研究所副總工程師徐斌始終把快堆安全運行作為頭等大事。在保障一個個大型科研設(shè)施安全穩(wěn)定運行的背后，是原子能院數(shù)支團隊夜以繼日、連續(xù)作戰(zhàn)、通力協(xié)作的結(jié)果。“實驗快堆是國內(nèi)第一座快堆，許多經(jīng)驗都需要我們自己摸索。快堆隊伍堅持恪盡職守、謹小慎微的準則，加上年輕一代傳承主動學習、敢于擔當?shù)木瘢Ｕ狭藢嶒灴於训拈L期平穩(wěn)安全運行。”

100MeV強流質(zhì)子回旋加速器 中國原子能科學研究院 供圖

2021年，原子能院正式啟動一體化閉式循環(huán)快堆核能系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計研究工作。作為中國核能發(fā)展“三步走”戰(zhàn)略第二步的高級階段和必然選擇，一體化閉式循環(huán)快堆核能系統(tǒng)將有力保障核能可持續(xù)發(fā)展，助力中國“雙碳”目標實現(xiàn)。與此同時，加速器也在不斷發(fā)展：靜電加速器、串列加速器、多能量電子直線加速器及型譜化回旋加速器不斷涌現(xiàn)，能量越來越高，型號越來越多，應(yīng)用也越來越廣。

從“一堆一器”到“多堆多器”，隨著堆器事業(yè)的不斷壯大，中國實現(xiàn)從“引進來”到“走出去”的跨越。微型核反應(yīng)堆多次出口，高端電子加速器揚帆海外，一系列成績標志著中國多項核電技術(shù)已從“跟跑”到“并跑”甚至“領(lǐng)跑”。

攜手攻關(guān)人造太陽

四川成都雙流西南航空港，坐落著中核集團核工業(yè)西南物理研究院(以下簡稱“西物院”)，這是中國最早從事核聚變能源開發(fā)的專業(yè)研究院。西物院聚變科學所那座建了22年的老樓，便是新一代人造太陽的“家”。

2022年10月19日，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”等離子體電流突破100萬安培(1兆安)，真空室放電畫面。中核集團 供圖　　清晨，當陽光灑進西物院聚變科學所時，新一代人造太陽的“家”開始熱鬧起來。這里就像一個大腦的“中樞神經(jīng)” 系統(tǒng)，大屏幕上的數(shù)據(jù)像一個個跳動的脈搏，坐在屏幕前，人造太陽駕駛員們操控、記錄、觀察著“中樞神經(jīng)”傳來的一串串實驗數(shù)據(jù)和圖像。

中國核聚變博物館落戶于成都理工大學工程技術(shù)學院內(nèi)，為原核工業(yè)585所基地，是我國第一個核聚變博物館。攝影 徐訊/人民畫報

太陽的核心溫度大概在1500萬度到2000萬度，而地球上的金屬材料在1000度左右就會融化，中國的人造太陽所要做的就是在地球上建一個能夠承受住億度高溫的裝置。

2024年10月12日，成都理工大學工程技術(shù)學院在校學生參觀核工業(yè)西南物理研究院機電設(shè)備廠。攝影 賈玉成

1.5億攝氏度，這是新一代人造太陽裝置設(shè)計達到的最高溫度，是太陽核心溫度的10倍，地球上沒有任何材料能經(jīng)得起這種溫度的灼燒。因此，整個托卡馬克裝置是一個“甜甜圈”狀，利用磁場將高溫離子約束在真空環(huán)境中，從而不與任何材料接觸，而真空環(huán)境外的第一道“防線”，被稱為“第一壁”。

2017年6月14日，中核集團科技人員在中國環(huán)流二號裝置真空室內(nèi)開展加熱系統(tǒng)檢查。攝影 鄭鐵流

“人類一直希望建造人造太陽，利用可控核聚變反應(yīng)來獲得源源不斷的清潔能源。”西物院聚變科學所副所長季小全表示，人造太陽并不是真的造一個太陽，而是利用太陽發(fā)光發(fā)熱的核聚變原理，來解決人類能源問題。“人們 ‘造太陽’的最終目的是通過可控核聚變，解決人類對能源的需求問題，從而造福人類。換句話說，這種以探索清潔能源為目的的可控核聚變裝置，被形象地稱為人造太陽。”

中國環(huán)流一號裝置安裝現(xiàn)場。中核集團 供圖

就在不久前，由科研團隊自主設(shè)計、建造的新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行。這一重大進展再次刷新中國磁約束聚變裝置運行紀錄，是中國核聚變能開發(fā)進程中的重要里程碑。談及它的成長過程，季小全表示，這是科研團隊一次次填補國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域空白、經(jīng)歷上萬次實驗的勵志故事。“我們一次次勇闖‘無人區(qū)’，大到突破關(guān)鍵技術(shù)，小到裝置的真空室、線圈系統(tǒng)、發(fā)電機組等核心設(shè)備都實現(xiàn)了自主創(chuàng)新的中國制造，靠的是整個團隊的信念。”季小全說。

2021年4月23日，中核集團科技工作者在中國環(huán)流二號的真空室內(nèi)開展安裝調(diào)試工作，保障人造太陽裝置安全、穩(wěn)定、高效運行。攝影 王雨萌

不斷刷新紀錄的人造太陽背后，是一支平均年齡只有33歲的科研團隊。科研總是面臨著困難和挑戰(zhàn)，回憶起和團隊并肩作戰(zhàn)的歲月，季小全感慨萬千，“在一些關(guān)鍵節(jié)點，我們團隊一些同事直接在單位吃住，一個月都沒有回過家。最后不僅完成了這些新的系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試控制，還實現(xiàn)了100萬安培放電目標，我們當時所有人都認為這個目標幾乎是不可能完成的。”

2021年4月28日，科研人員解決國際熱核聚變實驗堆(ITER)關(guān)鍵部件技術(shù)難點問題。攝影 王大江

建造人造太陽是全人類的夢想。如今，中國已成為可控核聚變領(lǐng)域國際科研合作交流的熱土。2020年7月，習近平主席向國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝啟動儀式致賀信時指出，科學無國界，創(chuàng)新無止境。國際科技合作對于應(yīng)對人類面臨的全球性挑戰(zhàn)具有重要意義。

作為一項規(guī)模僅次于國際空間站的國際大科學工程計劃，ITER計劃自1985年發(fā)起動議以來，已經(jīng)持續(xù)推進了20余年，是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一。作為理事會“七方”成員之一，中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同資助這一項目，承擔項目工程建設(shè)階段18個采購包的制造任務(wù)。2023年12月，中國環(huán)流三號宣布面向全球開放，邀請全世界的科學家來中國集智攻關(guān)，共同點亮人類未來能源的終極夢想。

2019年5月27日，人造太陽工匠檢查新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”真空室關(guān)鍵焊接部件。攝影 鄭鐵流

中國核電工程有限公司副總工程師、核聚變工程技術(shù)中心主任賀旭霞表示，在ITER計劃執(zhí)行中，中國始終恪守國際承諾，相關(guān)企業(yè)和科研人員勇挑重擔，與國際同行齊心協(xié)力，為計劃的順利推進貢獻了中國智慧和中國力量。“開放合作源于祖國強大、民族自信，正是一代代科研人員的接續(xù)奮進，才讓中國逐漸走向世界核聚變舞臺的中心。”賀旭霞說。

西物院聚變科學所副所長季小全(中)與西物院聚變科學所副所長張龍(左)對新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”進行指導工作。攝影 徐訊/人民畫報

在西物院聚變科學所副所長張龍看來，ITER計劃是實現(xiàn)聚變能應(yīng)用的關(guān)鍵一步，要實現(xiàn)聚變能的商用，還有很長的路要走，需要幾代核聚變?nèi)私恿Ρ寂堋?ldquo;西物院將培養(yǎng)并儲備一批核聚變領(lǐng)域年輕的技術(shù)研發(fā)人才與團隊，為人類核聚變事業(yè)貢獻中國智慧和中國力量。”

一億度的夢想，在一代又一代人的手中，不斷接力與傳承。自立自強、勇攀高峰，一代代科研工作者的精神內(nèi)核，支撐起中國人造太陽的強大內(nèi)核。作為這一裝置的“90”后駕駛員，33歲的陳逸航站在了距離夢想最近的地方。“核聚變研究漸入佳境，接力棒已經(jīng)交到我們這一代人手里。”陳逸航說，身為人造太陽團隊中的新一代，他感到無比幸運，更體會到了肩上擔負的沉甸甸的責任。“我們希望讓聚變發(fā)電率先在中國實現(xiàn)，讓第一盞聚變能源燈在中國點亮!”

2022年10月，黨的二十大召開期間，中國新一代人造太陽科學研究取得突破性進展，創(chuàng)造了中國可控核聚變裝置運行新紀錄。攝影 范晉

從核工業(yè)“三步走”戰(zhàn)略提出至今，熱堆—快堆—聚變堆研究同步推進，核裂變、核聚變的研究與技術(shù)的應(yīng)用不斷助推著經(jīng)濟社會發(fā)展與美麗中國建設(shè)。在充滿挑戰(zhàn)與希望的核工業(yè)路上，中國代代核工業(yè)人肩負起歷史使命，堅定向著建設(shè)世界核工業(yè)強國的宏偉目標邁進。

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