2020年度国家最高科学技术奖

　　　　　　

——记2020年度国家最高科学技术奖获得者王大中

　　

方 方

　　

　　

　　“要使公众接受核能，反应堆安全必须是‘固有的’。”美国著名核科学家泰勒在1956年说。

　　这句话，在中国科学院院士、清华大学原校长王大中心中盘桓了几十年。固有安全反应堆，是核能安全的最高目标，也是他坚定不移的追求。

　　2011年日本福岛核事故后，我国有一座10兆瓦高温气冷堆得到《纽约时报》的高度评价，“即使在福岛那样的灾害条件下，也是安全的，不会发生灾难性后果”。而这，正是王大中科研生涯中主持建造的两座最重要的反应堆之一。

　　“我们科技工作者要自觉地为科技自立自强作贡献，科技创新就是我们最主要的爱国方式。”得知自己获得2020年度国家最高科学技术奖之后，王大中说道。

　　

　　

　　20世纪50年代，考入清华大学机械系的王大中看到了一个纪录片。片中讲述了苏联第一个原子能发电站——奥布灵斯克核电站。

　　尽管它的功率只有5000千瓦，但在那厚厚的混凝土墙和自动开启的大铸铁门后面的原子反应堆，还是给王大中留下了深刻的印象。为什么原子核裂变能释放出巨大的能量？核裂变链式反应是怎么发生和控制的？……一个个问题浮上心头，王大中想要探个究竟。

　　恰逢清华大学为响应国家开发核能的战略，于1956年成立了工程物理系，王大中被抽调成为我国第一批反应堆专业的学生。“那时候，核反应堆在我们国家还是一个‘短腿’，”王大中回忆道，“我希望毕业之后能在这个领域为国家作一些贡献。”

　　任务很快就来了。

　　1958年，清华大学提出要自行设计和建造一座功率为2000千瓦的屏蔽试验反应堆。重任落在了平均年龄只有23岁半的一批清华师生的肩上，这里边就包括刚刚毕业留校的王大中。1960年，工程编号为200的清华大学原子能研究基地正式兴建。

　　“核工程本身各个方面都会涉及到，有一点纰漏就会造成整个大装置出问题。”王大中说。当时的中国，原子能研究领域刚刚起步，人才队伍、科研条件、物质条件相当薄弱。那支年轻的队伍，最初并无多少经验，他们基本上没见过核反应堆。由他们做出第一座中国自主设计、建设的核反应堆，看起来似乎不可思议，但他们硬是把这件事儿干成了。

　　这是王大中第一次参与建造核反应堆，在他眼中，那时候是“学中干、干中学”，“既建堆又建人”。从反应堆的基础施工到反应堆的设备的安装调试，他接触到了整个反应堆设计建造的全过程，得到全方位的考验和锻炼，成长为真正的骨干。

　　终于，到1964年，这座屏蔽试验反应堆成功建成临界并投入运行，“200号”工程圆满完成了，“知难而进，众志成城”的精神也在清华人心中萌芽。从最初的原子能研究基地，到后来的核能技术研究所，一直到如今的核能与新能源技术研究院，清华人始终习惯称之为“200号”——透过这个名字，仿佛能听到那段激情燃烧的岁月中，一群23岁半的年轻人坚定地喊着：“用我们的双手开创祖国原子能事业的春天！”

　　

　　

　　从零到一，正当中国人想要开创自己“原子能事业的春天”时，美国三哩岛核电站的堆芯熔化事故将世界核能事业拉入低谷。

　　安全，像一座大山，压在了核能科学家的头上。按照泰勒提出的构想，只有抽出所有控制棒而堆芯不熔毁，反应堆的安全性才能够得到终极解决，打消公众的疑虑。但到20世纪80年代时，也没人真正造出过一座不会熔毁的反应堆。

　　1985年，王大中接过了核能技术研究所所长的担子，成为“200号”新的掌舵人。这一年，他有两个动作备受瞩目：主持国家“七五”重点科技攻关项目“5兆瓦低温核供热堆研究”，布局高温气冷堆的关键技术研发及试验。

　　5兆瓦低温核供热堆在1989年建成。它是世界上首座一体化自然循环水冷堆，也是世界上首次采用新型水力驱动控制棒的反应堆。建成后的3个冬季，它供热运行累计8174小时，供热可利用率达到99%。“该堆充分利用了非能动安全设计，具有非常高的安全裕度，达到了很高的可靠性和可利用率。”国际原子能机构评价道，“这是中国对世界核能的重要贡献”。

　　就在5兆瓦低温核供热堆获得国际高度评价时，核能与新能源技术研究院对高温气冷堆的研发也取得了重大进展并迎来重要发展机会。

　　早在德国访学时，王大中就敏锐地捕捉到一个新概念：模块式的高温气冷堆可以具有固有安全特性。他坚信，这将成为未来核能发展的重要方向之一。即便切尔诺贝利事故使世界核能发展再次坠入低潮，他也未曾动摇过这个信念。

　　随着关键技术逐渐取得突破，1992年，国务院批准立项，由国家原“863”高技术计划支持，在清华大学“200号”建设一座10兆瓦高温气冷实验堆。从1995年正式动工兴建，到2000年建成、2003年并网发电，为了这个世界首座模块式球床高温气冷实验堆，王大中团队突破了数十项核心关键技术，其中15项达到国际先进水平。

　　2004年9月，国际原子能机构组织24个国家60余位科学家见证了“不插入控制棒下反应堆丧失冷却”的安全试验。2005年7月，在10兆瓦高温气冷实验堆上进行的“抽出所有控制棒且叠加不紧急停堆”实验顺利完成。从泰勒提出构想算起，这是世界上迄今仅有的在实际反应堆上进行此类安全验证的实验，成功验证了高温堆的固有安全性，10兆瓦高温气冷实验堆被国际公认为“达到当今世界核能安全的最高水平”。美国杂志Wired更是直接称之为“不会熔毁的反应堆”。跨越半个世纪，泰勒的构想终于在中国变成了现实。

　　“走模块式球床高温气冷堆技术路线”和“在核心关键技术上坚持自主创新”，只是王大中在20世纪80年代作出的3个重大战略性选择中的两个。另外一个是，要践行从小规模实验堆到全尺寸工业示范电站的发展路线。这条路线在华能山东石岛湾核电站的建设上体现得淋漓尽致。

　　2021年8月，石岛湾核电站获颁运行许可证。从2012年12月正式开工建设算起，石岛湾高温气冷堆核电站示范工程也已经走过了近9年。这座示范工程全方位实现了自主创新，关键技术和设备全部实现国产化，是世界首座工业规模的模块式球床高温气冷堆核电站；研发建成了世界唯一一条工业规模的球形核燃料元件生产线，完成了示范电站首炉堆芯70万个燃料球的生产。在王大中的推动和指导下，清华大学“200号”在20万千瓦示范工程基础上，联合中国核工业集团有限公司（以下简称“中核集团”）完成了商业规模的60万千瓦高温气冷堆核电厂的标准设计。如今，清华大学已经与中核集团、中国宝武钢铁集团有限公司签署了合作协议，出口温度950摄氏度的高温气冷堆核能制氢技术的研发工作也已启动。

　　2021年9月12日，86岁的王大中来到石岛湾核电站。这一天，这里的反应堆首次达到临界状态，机组正式开启带核功率运行。不久之后，石岛湾高温气冷堆核电站将并网发电，中国高温气冷堆事业终将实现由跟跑、并跑向领跑世界的转变。

　　这是中国第一次在一种工业规模的先进反应堆技术上领先世界。王大中曾用“跳起来摘果子”形容他们的攻关历程。他认为，“跳起来摘得着”才是一个好的目标，要想办法使自己跳得高一些，达到一个高度后，再瞄准新的高度。

　　一步，一步，又一步，王大中和他背后的“200号”人，他们就是这样跑到“领跑”位置上的。为了这次领跑，他们付出了太多的心血。万千情结，最终化成王大中口中那句至为诚恳的话：国家最高科学技术奖是份沉甸甸的荣誉，它属于集体，属于所有知难而进、众志成城的“200号”人，也属于所有爱国奉献、努力拼搏的科技工作者。