在獲悉自己獲得2020年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎后,中國科學(xué)院院士,、著名核能科學(xué)家王大中向采訪他的媒體記者發(fā)布了一段視頻,。視頻中,這位年過八旬的老人首先表達的是歉意——因為疫情防控要求,他不能到采訪現(xiàn)場,,為此,,他感到“很抱歉”。
不論在什么場合,,王大中都不是一個喜歡“缺席”的人,,尤其是在他摯愛一生的核能技術(shù)領(lǐng)域。幾十年來,,他幾乎從來沒有“缺席”過,。
“希望為國家作一些貢獻”
1953年,18歲的王大中以優(yōu)異成績考入清華大學(xué)機械系,。如果一切正常,,他會在5年后順利畢業(yè),并有可能成為一名優(yōu)秀的機械設(shè)計人才,。然而,,祖國事業(yè)的召喚改變了他的一生。
1955年,,黨中央決定發(fā)展新中國原子能工業(yè),。為此,清華大學(xué)開始籌建工程物理系,,從校內(nèi)抽調(diào)了一批優(yōu)秀學(xué)生組建“物八班”,,其中就包括當時正在讀大二的王大中。
在工物系學(xué)習(xí)期間,,一次偶然的機會,,王大中看到一部介紹蘇聯(lián)建成世界首個試驗核電站——奧布靈斯克核電站的科教片。盡管那座核電站功率只有5000千瓦,,但原子核裂變釋放出的巨大能量依然讓他震撼,。在那厚厚的混凝土墻和自動開啟的鑄鐵大門后面的原子反應(yīng)堆,究竟是如何把微觀的核裂變與宏大的能量輸出工程結(jié)合起來的,?這讓他充滿了好奇,。
于是,到高年級分專業(yè)時,,王大中毫不猶豫地選擇了反應(yīng)堆工程專業(yè),,成為了我國首批反應(yīng)堆工程專業(yè)的學(xué)生。
多年后,,回憶起自己的這個選擇時,,王大中說:“那時候這在我們國家還是一個短腿,所以自己選擇了反應(yīng)堆這樣一個工程專業(yè),,希望畢業(yè)出去以后,,能夠在這個領(lǐng)域為國家作一些貢獻,。”
自此,,他的求索之路與我國的核能事業(yè)緊緊交織在一起,,一干就是60多年。
1958年,,清華大學(xué)向國家提出自行設(shè)計和建造一座屏蔽試驗反應(yīng)堆的方案得到批準,。當年,王大中順利畢業(yè)并留校工作,,全身心參與到了這座反應(yīng)堆的設(shè)計建造之中,。經(jīng)過6年奮斗,這座屏蔽試驗反應(yīng)堆成功啟動,,并順利達到臨界運行,。
這是新中國第一座自主設(shè)計與建造的核反應(yīng)堆,而它最初的設(shè)計,、建設(shè)者卻只是一群平均年齡只有23歲半的清華大學(xué)師生,。在這一過程中,王大中參與了從反應(yīng)堆物理設(shè)計到反應(yīng)堆零功率物理實驗,,再到反應(yīng)堆熱工水力學(xué)設(shè)計與實驗,從做模型,、挖地基,、搬磚頭到調(diào)試運行的幾乎所有工作,也由此逐漸成長為具有工程實踐經(jīng)驗和戰(zhàn)略思維的“領(lǐng)頭人”,。
然而,,正當王大中努力踐行“用我們的雙手開創(chuàng)祖國原子能事業(yè)的春天”的豪邁誓言之際,一次意外的核事故讓他經(jīng)受了考驗,。
核安全是生命線
1979年,,美國三里島核電站發(fā)生了堆芯熔化事故。這次事故使得世界核能事業(yè)陷入低谷,,讓核能技術(shù)研發(fā)受到?jīng)_擊,。
但王大中很清醒,沒有輕言放棄,。他敏銳地意識到,,安全性是核能發(fā)展的生命線,未來核能技術(shù)發(fā)展必須抓住這一主要矛盾,。正如他所說,,“我始終有一個理念,覺得對于核能來說,,對于核能利用來說,,它的生命線就是安全”,。
但是,這一難題該如何破解,?
王大中想起了1956年美國著名核科學(xué)家泰勒提出的:要使公眾接受核能,,反應(yīng)堆安全必須是“固有的”。也就是說,,在任何事故狀態(tài)下,,核反應(yīng)堆都能夠不依靠外部操作,僅靠自然物理規(guī)律就能趨向安全狀態(tài),。
由此,,王大中立志要發(fā)展固有安全的核反應(yīng)堆。
1981年,,作為訪問學(xué)者,,王大中到聯(lián)邦德國于利希核研究中心進修,并開展“模塊式高溫氣冷堆的設(shè)計”課題研究,,僅用了一年九個月便獲得了亞琛工業(yè)大學(xué)自然科學(xué)博士學(xué)位。
1982年10月,,王大中學(xué)成歸國,,不久便被任命為清華核能研究所副所長,并在1985年開始主持5兆瓦低溫核供熱堆研發(fā)工作,。
從立項報告,、設(shè)計方案,、試驗現(xiàn)場到建設(shè)工地,當時已經(jīng)升任核能研究所所長兼總工程師的王大中全程負責(zé),,親力親為,。在他和同事們的努力下,,1989年,5兆瓦低溫核供熱堆建成并投入功率運行,。
這座反應(yīng)堆在全球范圍內(nèi)首次采用了一體化全功率自然循環(huán)和新型水力驅(qū)動控制棒技術(shù),,實現(xiàn)了非能動安全性,。當時聯(lián)邦德國總理科爾的核能總顧問弗萊厄博士曾評價,“這不僅在世界核供熱反應(yīng)堆的發(fā)展方面是一個重要的里程碑,,同時在解決中國以及其他很多國家存在的污染問題方面也是一個重要的里程碑,。”
為了實現(xiàn)反應(yīng)堆的固有安全,,在國家“863”計劃支持下,,他又帶領(lǐng)科研團隊開始了10兆瓦高溫氣冷實驗堆的研發(fā)和建設(shè)工作,。
1994年,王大中接受組織安排擔(dān)任清華大學(xué)校長職務(wù),,但仍兼任清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計研究院(現(xiàn)清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院前身)總工程師。作為技術(shù)總負責(zé)人,,他主持制定了10兆瓦高溫氣冷實驗堆總體技術(shù)方案,。該方案的一個核心關(guān)鍵技術(shù)是耐高溫全陶瓷包覆顆粒球形核燃料元件,要將放射性裂變產(chǎn)物包容在直徑不到6厘米的陶瓷燃料球中,。這種燃料球可耐受1600攝氏度高溫,,為反應(yīng)堆的固有安全打下了最重要的基礎(chǔ)。
2004年9月,,國際原子能機構(gòu)組織24個國家的60余位科學(xué)家見證了“不插入控制棒下反應(yīng)堆喪失冷卻”的安全試驗,。
2005年7月,在10兆瓦高溫氣冷堆上,,王大中帶領(lǐng)科研人員,,成功完成了泰勒1956年設(shè)想的“抽出所有控制棒且疊加不緊急停堆”的試驗。這是迄今為止世界上唯一一次在實際反應(yīng)堆上進行此類安全試驗,,成功驗證了模塊式球床高溫氣冷堆的固有安全性。泰勒的設(shè)想半個世紀后在中國變成了現(xiàn)實,。
“這是最主要的愛國方式”
兩座試驗反應(yīng)堆的成功建成,,對于破解核能安全這個世界難題具有重要意義,但對于王大中來說,,這遠不是科技創(chuàng)新的終點,。
在王大中的大力推動下,2006年,,其親身經(jīng)歷的第四座反應(yīng)堆——高溫氣冷堆核電站示范工程被列為國家16個科技重大專項之一,;2008年,“高溫氣冷堆核電站示范工程”重大專項總體實施方案經(jīng)國務(wù)院常務(wù)會議批準實施,,王大中的學(xué)生,、核研院院長張作義被任命為重大專項總設(shè)計師;今年9月,,清華大學(xué)牽頭技術(shù)研發(fā),,華能集團,、中核集團、清華大學(xué)共同建設(shè)的華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程成功實現(xiàn)首次臨界,,計劃于年底首次并網(wǎng)發(fā)電,;今年10月,該成果亮相國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展……
“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間,,中國將繼續(xù)引領(lǐng)世界?!泵绹藢W(xué)會前主席,、麻省理工學(xué)院教授卡達克如此評價。
如今,,王大中已經(jīng)到了人生的暮年,;經(jīng)過幾十年的發(fā)展,他所引領(lǐng)的清華核研院也已成為了中國先進核能技術(shù)發(fā)展不可忽視的中堅力量,。
直到今天,,清華大學(xué)核研院副院長石磊都還記得自己剛剛來到核研院攻讀博士學(xué)位時的情景。那時,,面對他這樣一個對核工程幾乎一無所知的新生,,王大中說,核工程是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科,,學(xué)習(xí)起來不容易,,是很“苦”的,要做好思想準備……不僅要有深厚的理論功底,,還要有豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗,,不能紙上談兵。這些不是一天兩天,、一年兩年能學(xué)會的,,需要沉下心,耐住寂寞,,沒有十年磨一劍的精神是干不成大事的,。
“經(jīng)過多年的學(xué)習(xí)和工作之后,我才真正認識到,,正是擁有了這種潛心鉆研,、堅持不懈的創(chuàng)新精神,核研院才能在先進核能系統(tǒng)的領(lǐng)域里取得一次又一次成功,?!笔谡f。
時間回到現(xiàn)在,,回到王大中錄制的視頻中,。在回顧自己為祖國核事業(yè)所奉獻的一生時,,王大中不由感慨,科研如登山,,過程往往充滿著困難,、挫折和風(fēng)險,克服這種困難需要有悟性,、勇氣和韌性,。但是,科研又是一件值得一輩子去追求和奮斗的事情,。
作為科技人員,,“這是我們最主要的愛國方式”。
編輯:李華山