在人眼没法观察到的，一种细小的物资拥有着庞大的能。核能源，它予人威慑，也为人类缔造幸福，其差异就在于人类对它的控制。2007年头，由清华年夜学研制的“10兆瓦高温气冷实验反应堆”获得了国家科技前进一等奖，其技术运用——我国“高温气冷堆核电示范工程”已列为国家中持久科学和技术成长计划中的重年夜项，并由中国华能团体公司、中国核工建设团体公司和清华年夜学配合合作建造。远见：坚持更平安的核能技术在位于北京昌平区的清华年夜学核能与新能源技术研究院（以下简称核研院），耸立着三座反应堆：上世纪60年月建成的“屏障实验反应堆”、80年月建成的“5兆瓦低温核供热实验反应堆”和世纪末建成的“10兆瓦高温气冷实验反应堆”。其中，10兆瓦高温气冷实验反应堆是核研院人攻坚的一个代表。近年来，随着油价的不竭爬升、天气情况问题的日益困扰，和由石油引发的种种关系变更，保障国家能源平安成为列国制定能源战略和政策的重要方针，能源的多元化是保障国家能源平安的重要根蒂根基，核能将在我国化能源结构和多元化的能源成长战略中阐扬重要的作用。核能是一种能年夜规模替换化石能源的清洁能源，使用时既不发生二氧化硫、粉尘等污染物，也不发生二氧化碳温室气体。而且，铀资本在上被认为是一种准国内资本，是保障国家能源平安的有用途径。由于核发电成本中自然铀采购费只占极小的比重，自然铀运输和贮存都很利便，贮存的根蒂根基举措措施的费用和贮存经管费也很低，在市场有益的情况下还可以年夜购进自然铀，用于战略储蓄，以应付突发事务。是以，成长核能是我国能源可延续成长的必然选择，我国政府已提出了“积极成长核能”的方针。核能履历了美国三哩岛核事故和前苏联切尔诺贝利核事故的冲击而障碍成长，但能源严重和情况恶化又呼叫着进步前辈反应堆。1981年，德国科学家提出了“模块式高温气冷堆”的概念。这类反应堆用氦气做冷却剂，采用全陶瓷型的燃料元件，泛起事故不会对公众造成危险；它采用氦气轮回发电，比传统蒸汽轮回发电效率提高了5～7个百分点；而反应堆中氦气高达700~950摄氏度的温度，是一种热源，可用于水热裂解制氢，为未来氢能时代提供清洁能源，并可进行煤的气化和液化等。这是一种具有重年夜立异性的新一代进步前辈反应堆。1981年，在西德于利希核研究中心做会见学者的清华年夜学核能家王年夜中，提出了双区球床堆的新概念——环形堆芯模块式高温气冷堆，他的研究功效《一种在严重事故下具有平安自稳定性的球床核反应堆》，在誉为“球床高温堆之父”的苏尔登教授的积极推荐下，获得德国发现利，并同时获得美国和日本利。西德报纸报道这项功效说：中国人实现了一个奇迹。清华年夜学核研院的研究人员熟悉到核能的平安性和经济性是影响未来核能的关头性身分，模块式高温气冷堆是上公认的平安性良、有成长前景的进步前辈堆型。1986年，我国“863”高技术计划起头实施，清华年夜学核研院的研究人员捉住这个机遇，在王年夜中教授的率领和积极推动下，瞄准核能成长的前沿，经过三年多的论证和预演，10兆瓦高温气冷实验反应堆项目获得国务院的核准，起头实施。立异：用中国的技术建设中国的反应堆1987年，高温气冷堆被列进国家“863”计划，经过四年的起劲，核研院的工程技术人员完成了全数43项子课题的研究，其中15项到达了水平、27项到达了国内进步前辈水平。1992年3月，国务院核准在清华年夜学核研院建造一座热功率为10兆瓦的高温气冷实验反应堆。虽然有建设屏障实验反应堆和低温核供热实验反应堆的经验，但建设高温气冷实验反应堆依然存在着相当多未知的技术。为了建设这座核反应堆，核研院人支出了汗水、辛劳、沐日，甚至是生命：佟允宪教授、郭人俊教授都在建堆进程中积劳成疾，离我们而往。但所有的支出都是为了这座实验反应堆的建设，所有的支出都是为了中国能够拥有自己的进步前辈核能技术。在高温气冷实验反应堆的建设进程中，核研院的技术人员曾面临着这样的选择：高温气冷实验反应堆的部门技术和元件都可以在德国和俄罗斯引进，这样既不会有种种辛劳与疾苦，也能够更早地实现堆的运行，但引进永远只能慢半拍地跟在其他国家后面亦步亦趋。为了实现技术的自立化，核研院的技术人员起头了艰苦的立异历程。“10兆瓦高温气冷实验反应堆”采用的是“球床”设计，是以关头技术就是燃料“球”的生产。这些细小的核燃料“球”漫溢在石墨中组成燃料元件。这类元件是保证高温堆具有良平安性的焦点技术。建造“球”（全称为“包覆颗粒”）要先把核燃料制成直径0.5毫米的核芯，再在其外面包上四层包覆层，每层只有几十微米厚，而且要严酷控制每层的厚度、密度和各向齐心性，后制成的球形颗粒直径只有0.9毫米。八千个这样的小颗粒平均弥散在直径5厘米的石墨基体里，再在其外部围上一层厚5毫米的石墨球壳，才能制成直径6厘米的球形燃料元件。制造工序达36道，半制品、制品检验的性能指标34项，包覆颗粒制造不及格率要求小于万分，只要有一项性能不及格，这批产物就不能出厂。为了研制这样一个小“球”，核研院花了十几年的血汗。从实验室研究到生产规模实验，从小规模的工艺实验到建立规范化的工艺流程，从承受辐照考验到正式批生产，后逾额生产出两万多个球形燃料元件产物，整个生产流程全数采用我国自立研发的全凝胶法、化学气相沉积法、准等静压法等制备工艺，包覆燃料颗粒的不及格率到达十万分之五以下，产物到达早进的德国后期制造水平，其指标可知足商用核电站的要求。“球”建造后，若何在反应堆不停堆、无放射性的条件下维护反应堆，成为另外一个重要问题。10兆瓦高温气冷实验反应堆接纳了一种新的球形燃料元件输送形式，哄骗脉冲气流让燃料元件从卸料管中一个一个地排出。就如同用风给一个个“球”向下的外力，使其逐个滚落，不用遏制反应堆就能够拆卸维修。而为了让小“球”顺遂着落，燃料元件装卸系统研制课题组研制了十多年，前后建立了颇具规模的冷实验和热实验两个台架，冷实验做了十几万次，热实验又运行了几万个球。家在这套系统的鉴定中这样写道：“该装配是上套用脉冲气动方式实现从卸料管球床中单列化排出燃料元件的装配，在结构设计上有立异，在技术上有突破，居水平。”为了确保平安性，10兆瓦高温气冷实验反应堆的设计还采用了全数字化技术进行控制。1989年，负责该系统研制的杨自觉教授提出：高温气冷堆的庇护系统应当采用数字化技术，在控制室内把反应堆各个系统的状态和参数和整个进程变化显示出来。但那时平板显示器、触摸屏、局域网等装备和技术在国外刚刚起步，国内不仅没有见过，甚至没有听说过。然而，从接受使命到成功运用，杨自觉教授课题组用了11年时间，终究研制成功这套全新的反应堆全数字化控制庇护系统，并把它用在了10兆瓦高温气冷实验反应堆上。这项技术不仅填补了国内的空白，而且到达了进步前辈水平。谈到这段艰辛历程，杨自觉不由自主地说：“弄反应堆数字化庇护系统，年夜的坚苦是要突破传统的观念，不突破传统观念就没有立异，可要真正实现立异，决非一日之功。”“决非一日之功”是对“数字系统”的总结，也是对整个高温气冷实验反应堆建设的总结。在实验反应堆的建设进程中，很多部门的研制都履历了五年、十年甚至更长的建设实践，勇气、毅力、对方针的执著再一次在这类团队作战中阐扬了它的灵魂作用。“十年磨一剑。高温气冷堆的建设，是核研院一项有组织、有方针的攻关项目。”10兆瓦高温气冷实验反应堆负责人之1、清华年夜学教授吴宗鑫说，“在研制进程中，我们在合作的根蒂根基上增强了根蒂根基集成，在很多领域进行了攻坚。在年夜家的配合起劲下，我们终究在核问题的焦点技术领域抢占了一席之地。”平安运行：迎来核反应堆运用的春季2000年12月，10兆瓦高温气冷实验反应堆到达临界，也意味着高温气冷实验反应堆正式建成。时任教育部副部长周远清在庆祝年夜会上讲话，认为这一项目充实显示出了高等黉舍在解决国平易近经济和社会成长重年夜问题上的科技立异能力。2003年1月，10兆瓦高温气冷实验反应堆——这座上座模块式球床高温气冷反应堆——实现了72小时接连满功率运行，其后又完成了“全场断电实验”、“主氦风机停机失冷实验”、“甩负荷实验”三项平安性能实验，成功地实现了事故后反应堆衰变热的非动能载出。核反应堆与常规电厂汽锅分歧，在停堆以后还会继续发生热，这三项实验充实保证了高温气冷堆残剩热哄骗自然纪律被冷却，不发生堆芯融化、放射性外泄的事故，已足以应对核平安技术中年夜的挑战。在昔时5月的政府工作陈述中，“10兆瓦高温气冷反应堆实验工程建成”被列为“我国在相关领域跨进进步前辈行列”的标志。2004年，在来自30多个国家的60余位原子能家的注视下，高温气冷实验反应堆实现了“不插进控制棒下反应堆损失冷却”的核平安实验演示。核能家、原原子能机构副总干事钱积惠说：“它在任什么时候候都不会泛起切尔诺贝利核事故那样对公众和情况造成风险的严重情况。”现在，10兆瓦高温气冷实验反应堆已进进运用阶段，清华年夜学核研院研究人员的方针是到2013年建成一座电功率20万千瓦的高温气冷示范电站，让高温气冷堆的工化正式融进我国工的成长。