原子能院:核領域的「國寶」級重水反應堆

2021-01-18 國際電力網

今年是原子能院建院70周年,一路走來,原子能院風雨兼程、與國同心,歷經蛻變、初心不改。其間既飽含創業艱難百戰多的坎坷,又不乏令人盪氣迴腸的動人時刻;既洋溢著自主創新、奮發圖強的主旋律,又體現出開放辦院、合作共贏的全球視野。原子能院的發展歷程是新中國核科學技術事業滄桑巨變的縮影,是中華民族當代科學精英科技報國的生動寫照。本欄目將陸續推出院史故事,儘管遠不足以反映全貌,卻可管窺原子能院的成長曆程。

核領域的「國寶」級重水反應堆

我國第一座重水反應堆建成於1958年,在之後的幾十年間,它為我國「兩彈一艇」的研製、核科學技術的發展以及核科技人才的培養,做出了歷史性貢獻。期間它經歷了兩次工程改建,為我國核工業的發展交出了一份漂亮的答卷。

20世紀70年代中期,經過多年運行,我國第一座重水反應堆設備陸續出現老化現象,反應堆被迫降功率運行。另外,隨著我國核技術的廣泛應用,特別是放射性同位素生產的用戶,對擴大放射性同位素產量、增加品種、改善質量提出了更多需求,而反應堆的中子注量率和輻照孔道卻不能很好滿足這種需要,處於全國老大地位的重水反應堆「壓力山大」。

我國第一座重水反應堆

是勉強維持、繼續等待,還是主動改造、換來新生?前者結果可能是反應堆被迫關閉,勢必給科研生產造成巨大損失,專業人才也會流失;後者則技術難度極大,難點很多,成敗未卜。面對這一現實,曾有過不少爭論。最後在101室總工程師馬福邦等主持下,經過專家們的綜合分析論證,作出了改造舊堆的正確抉擇。

從1978年11月開始停堆進行大修改建,經過一年零七個月的艱苦努力,改建後的反應堆於1980年6月27日凌晨達到臨界,一期改建工程勝利完成。重水堆改建工程在我國是首次,當時在國際上也不多見。它的改建成功,不僅使舊堆「返老還童」,而且其技術性能大大超過老堆的指標,最大功率提高了50%,熱中子通量及活性區內可利用的實驗孔道均增加了一倍多,延續了反應堆的使用壽命,而總投資卻只有新建堆的1/10。更可貴的是,培養與鍛鍊了一支堆工程建設隊伍。

改建的成功引起了強烈的社會反響。我國媒體在1981年1月15日就此進行了報導,盛讚科技人員和工人的聰明才智。一位美國核管會高級專家曾說,改建是你們反應堆的驕傲,中國的驕傲。

1980-1982年,四〇一所又完成了二期改建工程。1985年, 重水研究堆改建工程獲國家科技進步一等獎。從引進蘇聯技術,到我國科研人員消化、吸收,再到自主創新進行改建,四〇一所廣大科技工作者在我國第一座重水反應堆改建工程中敢想、敢拼,走出了一條自主化的創新之路。

經過近50年的安全運行,2007年底,101堆永久停閉,進入安全關閉期等待退役。2019年11月4日,101堆退役獲得國家立項批覆。如今「一堆一器」已入選中央企業工業文化遺產、國家工業遺產及全國重點文物保護單位。


相關焦點

  • 揭開日本核武器假象,重水反應堆為什麼是製造原子彈的必備條件?
    重水因為其分子質量大於普通水(輕水)約11%,因此被稱為重水,在天然水中,重水的比重只佔到約0.02%,重水的分子式為D2O,由一個氧原子核兩個重氫原子組成,它和輕水的化學性質基本一致,但是物理性質卻不盡相同,比如其沸點和冰點略高,沸點為101.42℃,冰點為3.8℃,並且純度高的重水被人飲用後
  • 伊朗開始設計新式重水反應堆
    伊朗對外政策和國家安全委員會代表阿博爾法茲爾·阿穆依(Abolfazl Amuy)說,伊朗核科學家開始設計新的類似阿拉克的重水反應堆。
  • 伊朗:阿拉克重水反應堆年產量已達20噸
    新華社德黑蘭2月3日電 據伊朗半官方媒體法爾斯通訊社2日晚報導,伊朗原子能組織負責人特別助理阿里·阿斯加爾·扎雷安2日表示,伊朗阿拉克重水反應堆年產量現已達20噸,如有需要將進一步提高產量。扎雷安說:「該重水反應堆年產量最初只有7噸,之後上升至16噸,經過努力我們已將其年產量提升至20噸。如果有需要,我們將繼續提高其年產量。」伊朗核問題全面協議2015年7月籤署後,伊朗曾將阿拉克重水反應堆芯塊移除,並以水泥填充使其無法運行。2018年5月,美國總統川普單方面宣布退出伊核協議,隨後美國政府陸續重啟並新增一系列對伊嚴厲制裁措施。
  • 中加核能合作進入新階段,兩國企業籤約共同研發重水反應堆
    中加核能合作進入新階段,兩國企業籤約共同研發重水反應堆 澎湃新聞記者 於瀟清 2016-09-23 22:06 來源:澎湃新聞
  • 伊朗議會通過法案大綱,要求建立金屬鈾工廠、重啟阿拉克重水反應堆
    綜合伊朗英語新聞電視臺(Press TV)與塔斯尼姆通訊社消息,相關法案建議「將濃縮鈾豐度恢復至20%並增加低濃鈾庫存」,要求伊朗原子能組織在伊斯法罕建立金屬鈾生產工廠,於四個月內重啟阿拉克重水反應堆。據新華社去年12月報導,伊朗核問題全面協議2015年7月籤署後,伊朗將阿拉克重水反應堆芯塊移除,並以水泥填充使其無法運行。
  • 重水到底是個啥玩意,製造原子彈一定要用重水嗎?
    這樣,這兩種水就不一樣了,首先分子量發生了變化,就是質量輕水為18.0153,重水為20.0275,重水比輕水質量高出約11%;兩種水的沸點和冰點都發生了變化,在1個標準大氣壓下,輕水沸點為100℃,冰點為0℃,而重水的沸點為101.42℃,冰點為3.8℃;輕水的密度為1g/cm^3,重水密度為1.1079g/cm^3。
  • 美國發現伊朗重水工廠 可能生產原子彈所需的鈽
    聲稱該工廠已接近竣工,並最終可能製造出生產原子彈所需的鈽  本報綜合報導3月4日,美國一智囊團透露,新的衛星圖片顯示,伊朗一家「重水」基地已接近竣工。基地一旦建成,即可為重水反應堆提供必要的重水,而重水反應堆又可製造出生產原子彈所需要的鈽原料。
  • 伊朗將啟動重水生產項目
    據新華社德黑蘭8月21日電伊朗國家原子能組織副主席賽義迪21日表示,鑑於伊朗科學家在核領域取得的技術進步,在目前情況下要暫停鈾濃縮活動實際上已變得不可能。  賽義迪在接受伊朗法爾斯通訊社採訪時說,伊朗將於本月22日對有關解決伊核問題的六國方案作出全面答覆,而這種答覆將為西方與伊朗通過談判解決問題提供一個非常便利的機會。
  • 伊朗突破重水儲量限制,蓬佩奧指責其「核勒索」
    繼伊朗四次採取措施減少履行伊核協議承諾後,國際原子能機構(IAEA)發布報告指出,伊朗的重水儲量已經突破伊核協議所限的130噸。同一天,美國務卿蓬佩奧宣布終止對伊朗福爾多核設施的制裁豁免。據路透社11月18日報導,IAEA在周日的報告中證實,伊朗的重水生產工廠已經復工,該國的重水儲量達到131.5噸,超過了130噸的最高上限。重水可用作核反應堆的慢化劑和冷卻劑,也可用於武器級核燃料鈽的生產過程。2015年的伊核協議要求伊朗停止位於阿拉克的重水反應堆建設,對反應堆進行改造。
  • 我國首座鉛鉍零功率反應堆——啟明星Ⅲ號 首次實現臨界
    啟明星系列零功率堆,是中核集團為開發先進反應堆工程技術而自主設計和建造的國內唯一的重要反應堆物理實驗平臺。啟明星III號針對鉛鉍反應堆工程技術目標,歷時近兩年建成。此前,我國首座快熱耦合ADS次臨界反應堆——啟明星I號於2005年7月在原子能院建成臨界,並成為國際原子能機構開展ADS實驗研究的基準裝置。啟明星II號鉛基雙堆芯零功率裝置於2016年12月在原子能院成功實現臨界。據了解,原子能院數十年來致力於包括鈉冷快堆在內的液態金屬冷卻快堆技術的開發,積累了豐富經驗。
  • 五國出手挽救伊核協議,伊朗稱各方「談得不錯」要重啟重水反應堆
    伊朗要重啟重水反應堆伊朗政府發言人阿里·拉比埃28日指責英方組建由歐盟所主導護航艦隊的提議有「敵意」、具「挑釁性」,只會加劇地區緊張。拉比埃認定,海灣地區安全必須由這一地區的國家維護。英國和伊朗近期緊張關係升級。
  • 汽車都能載動的核電源,我國首座鉛鉍零功率反應堆實現臨界
    此前,我國首座快熱耦合ADS次臨界反應堆——啟明星I號於2005年7月在原子能院建成臨界,並成為國際原子能機構開展ADS實驗研究的基準裝置。啟明星II號鉛基雙堆芯零功率裝置於2016年12月在原子能院成功實現臨界。 據了解,原子能院數十年來致力於包括鈉冷快堆在內的液態金屬冷卻快堆技術的開發,積累了豐富經驗。自主開發的小型鉛鉍快堆已經基本具備工程化條件。
  • 科學網—美在伊朗購買重水用於科研
    DOE已經敲定了一項從伊朗原子能中心購買32噸重水(含有氫同位素氘的水)的協議。 這項價值860萬美元的銷售合同近日將在奧地利維也納籤署,它將幫助伊朗實現去年7月達成的核協議中去除重水的目標。「我們正在獲得能夠進行良好科學研究的材料。」田納西州橡樹嶺國家實驗室主任Thom Mason說。
  • 輕水、重水反應堆有何區別?(編讀互動)
    國際版編輯:  日前,國際原子能機構「擱置」了伊朗提交的一項重水反應堆建設項目技術援助申請。請問,重水反應堆和輕水反應堆有什麼區別?  西藏自治區讀者 賀 喆  用輕水作為慢化劑和冷卻劑的核反應堆,被稱為輕水反應堆。輕水也就是一般的水。與重水相比,輕水有廉價的長處,此外其減速效率也很高。
  • 俄欲從伊朗購買重水 美是伊朗重水首個買家
    伊朗副外長阿巴斯·阿拉格希24日晚說,在美國成為伊朗重水的首個買家後,包括俄羅斯在內的其他國家也對從伊朗購買重水錶現出興趣。伊朗法爾斯新聞社援引阿拉格希的話說,伊方正與俄方就向後者出售大約40噸重水展開接觸。重水又稱氘化水,可用作核反應堆的慢化劑和冷卻劑,也可用於武器級核燃料鈽的生產過程。
  • 怎麼看伊朗宣布重啟阿拉克重水反應堆這件事?
    面對美國咄咄咄逼人的壓力,伊朗也沒有屈服,因為它知道接受美國的條件就意味著失敗,於是伊朗果斷擊落美國的無人機、試射「流星」系列飛彈、扣壓英國的油輪,當然也包括此次重啟阿拉克重水反應堆的聲明等。
  • 原子反應堆的種類有幾種?
    原子反應堆的種類有幾種?一、氣冷堆原子反應堆的種類很多,大體上可分為氣冷堆、輕水堆、重水堆和增殖堆(快堆)四種。用二氧化碳氣體(或氦氣)做為載熱體的原子反應堆叫做氣冷堆。英國、法國早期都採用這種反應堆。但是,由於它的效率比較低,近年來都做了改進,有的採用改進型氣冷堆,有的採用高溫氣冷堆,熱效率可達45~50%。二、輕水堆大家都知道,水是由氫和氧兩種原子組成的。還有一種水是由重氫(氘)和氧兩種原子組成的,叫做重水。重氫是氫的同位素,它的原子核裡比氫原子核多一個中子,重量比氫重一倍。
  • 重水堆核電站的特點和發展趨勢
    壓水堆和沸水堆源於1953年美國原創開發成功的核潛艇動力堆;而重水堆則主要是由加拿大原創開發的專門用於核能發電的壓力管式重水反應堆,也叫CANDU(坎杜)堆。第一座示範CANDU堆於1962年建成並投入運行。CANDU機組大部分建在加拿大,近年來發展到韓國、阿根廷、羅馬尼亞和中國等6個國家。我國大陸已建成和在建共有11臺核電機組,其中秦山三期核電站的兩臺機組採用CANDU堆,其餘都用壓水堆。