壮丽70年 奋斗新时代|几代核燃料人不懈奋斗 用创新发展确保我国核工业“粮仓”丰饶富足

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当记者来到内蒙古包头中核北方核燃料元件厂的时候,正赶上厂里最新一批高温堆球形燃料元件下线,这些燃料球即将被送往山东荣城石岛湾核电站,成为我国第一座高温气冷堆示范工程的动力之源,这也是全球首座将第四代核电技术成功商业化的示范项目。为了确保安全,每个直径为60毫米的小球都至少要耐住1.8吨的重压。

中核北方高温气冷堆元件厂高级工程师 刘逸波:“别看这个球小,但这个球含有巨大的能量,它一个球里面12000个二氧化铀小核芯,它在完全燃烧的时候,可以释放出1.5吨标准煤的能量。”

中核北方核燃料元件厂创建于1958年,是我国第一个核燃料元件厂,老一核燃料人正是在这里创造着奇迹,他们白手起家,为我国第一颗原子弹爆炸研制出了关键部件,并且建成了我国第一条铀化工生产线、核燃料元件生产线。

如今,创新仍在延续,2016年,具有我国完全自主知识产权的全球首条工业规模的高温气冷堆燃料元件生产线建成投产。但回顾过去,这条自主创新的道路却走得非常曲折,光是燃料球石墨外壳的硬度问题,就让研发团队进行了长达两年的试验。

中核北方高温气冷堆元件厂高级技师 杜志刚:“通过调整它的力度,捏合的湿度和温度,115次的实验,我们终于得到了这种压碎强度合格的一种颗粒。”

115次试验,换来了第一次成功,可刘逸波和调试团队又迎来了第二个瓶颈期。在每个燃料球坚硬外壳内都包裹着上万个包覆颗粒,这些颗粒仅制作工序就多达二十几道。

中核北方高温气冷堆元件厂高级工程师 刘逸波:“这就是我们高温气冷堆燃料小颗粒的第一道工序,含铀的液体像几条线一样一条一条的这么掉入氨水里面,这样看的话就是看不见我们小液滴的对吧?但是我要用这个小工具你就可以看到了,这样看,这一个小珠子就是一个小颗粒,用肉眼看是悬浮在空中,是不动的。实际是一秒钟就600个小颗粒落下来,在我们说话的时候,已经好几千个滴下去了。”

刘逸波和团队要给这些直径只有0.5毫米小圆球穿上4层衣服,经过“高温烘焙”最终达到0.92毫米。然而调试初期,产品合格率仅有30%。

中核北方高温气冷堆元件厂高级工程师 刘逸波:“取样的时候是25000个颗粒,有一个颗粒破了,这一批就报废了。因为生产过程中有68个关键点,所以我们控制起来难度也很大,找原因也很难,所以只能每次改变一个参数。”

中核北方高温气冷堆元件厂工程师 张云:“700多次实验。包括当时天气气候环境,我们包括当地什么大气,这些影响会不会有,我们都考虑。”

经过两年的探索后,刘逸波和团队终于生产出第一炉合格率达标的产品,而直到今天,厂里再也没有因为破损而报废过一炉产品。

中核集团总工程师 雷增光:“核燃料是核工业发展的基础,是核动力的来源。中国现在的核燃料应该是世界第一梯队的水平。规模应该说完全满足自己国内现在需要,还有将来的需要,而且也能够保证我们出口供应的需要。”

如今,自主创新已经成为整个核工业发展的引擎,在新老核工业人的推动下,核工业全产业链正在飞速发展,建立了核基础研究、铀矿采冶、浓缩、元件制造、反应堆设计、后处理等完整的核科技工业体系,从无到有、从小到大,从弱到强,形成了世界上少数几个国家才有的能力。

中核北方总工程师 冯海宁:“在祖国需要我们的时候,我们新一代核工业人也一定要继承这种精神,保持这种劲头,把我国的核工业建设好发展好,推动我国核工业一路向前。”


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