核反应堆安全棒驱动机构与“200号”精神

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100 庆祝建党百年


安全棒驱动机机构

 

在清华大学,有一个流传甚广的暗语——200号。这有什么含义呢?原来它是位于燕山脚下清华大学核能与新能源技术研究院的代号。

1960年,清华大学在北京昌平开工建设清华大学原子能科学实验基地,工程代号“200号”,并以此为开端创建了核研院所。60年来,清华核研院始终秉持“建堆报国、建堆育人”的初心使命和“知难而进、众志成城”的“200号精神”,取得了一系列具有世界先进水平的重大战略成果,为推动我国核能技术发展、合理利用原子能作出重要贡献。

清华大学党委书记陈旭曾表示,“核研院60年走过的路,是一条清华科研人员爱国奉献、追求卓越之路,是一条勇于创新、坚韧不拔之路,是一条‘把论文写在祖国大地上’的成功之路。它在全国高校树立了服务国家自主创新的一面旗帜。”

在热烈庆祝中国共产党成立100周年之际,清华大学科学博物馆通过一件藏品——“200号”核反应堆上拆卸下来的“安全棒驱动机构”,重温那段“用双手开创祖国原子能事业春天”的光辉岁月。

 

清华大学科学博物馆收藏中有一件安全棒驱动机构,它由清华大学核能与新能源技术研究院捐赠。这个部件个头不大,金属构造,是清华大学设备制造厂1964年4月生产的。它安装在中国第一座自主设计、建设的核反应试验堆上,在反应堆事故发生时起到紧急停堆、防止核泄漏的作用。这个小小的部件不仅是1964年9月核反应试验堆成功启动的重要安全保障,更是上个世纪五六十年代清华师生“建堆报国、建堆育人”那段激情岁月的历史见证。

上世纪50年代,国际安全形势日益严峻,党中央作出战略决策,一定要发展新中国的原子能事业。然而,当时的新中国正处于百废待兴的阶段,缺钱、缺人、缺技术。当时苏联专家对技术的援助是“有条件的”,如果不自行研制的话,从长久来看,中国依然是原子能事业的门外汉,既无法掌握核心技术,也培养不出专业人才。

1955年9月,时任清华大学校长蒋南翔到苏联考察,回国后便开始部署成立清华工程物理系,并负责核反应堆的相关教研组工作。经过两年筹备,清华大学工程物理系的师生们决定着手建立我国首座自行研究设计、调试运行的核反应试验堆。在技术资料和物质条件都极为匮乏的条件下,系副主任吕应中挂帅,带领100多位青年成立了清华大学原子反应试验堆与相关实验室的建设团队和研究团队。因为当时基建项目编号为“200号”,所以“200号”便成为清华大学当年核反应堆基地的代称,也特指清华大学核研院。

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200号原子能研究基地在昌平虎峪村开工时物八班与物九班年轻的建设者们的合影照片(1960年3月5日拍摄)

 

“200号”团队成员的平均年龄仅为二十三岁半,包括青年讲师、助教、学生、复转军人、基建和行政人员。然而,这些年轻人中很多连反应堆是什么样子都没见过,更谈不上搞过什么科学研究工作了。可供参考的资料也仅有一套苏联的规模更小的核反应堆建造草图,还缺少关键部分的计算与工艺说明书,看起来十分费解。此时,正值而立之年的吕应中可谓临困授命,带着必胜的信念投入到建设工作。为了让大家在基地安心,他选择了离反应堆最近的宿舍居住。

 

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“我们首先从最简单最低级的办法做起,弄来了马粪纸,用剪刀浆糊,做成了一个纸的反应堆的模型,然后由简单到复杂,先后又用三合板和玻璃做成两个比较完善的模型,初步摸清了反应堆的内部结构,与纵横交错的各工艺系统间的关系,大大破除了对反应堆的神秘感。然后,我们又分析了原子反应堆这个‘纸老虎’,发现它并非铁板一块,而是由许多技术环节综合组成的,并且这些技术都是从老技术中生长出来的。”

       ——选自1965年《清华大学建造原子反应堆的初步经验总结(摘要)》

 

“200号”基地选址在北京市昌平县虎峪村,位于北京远郊的荒原之上,几乎没有基础设施。然而,兴建原子反应堆的工程相当复杂:涉及十几个专业领域,其中有37项关键技术需要及时突破,还有67种专用仪器设备需要自行研制。同时需要兴建8幢主要建筑物,安装几百台仪器设备、几千套电气与机械部件和20余万米管线。同时,原子反应堆对工程质量要求甚高。例如,自动控制系统要求在不同室温环境下连续运行几百小时,精确地控制原子核分裂反应,要使每一批新增加的中子数额与前一批相同,千分之七的误差,就可能引发难以挽回的核事故。

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“练兵中最难的一项是闭着眼睛操作反应堆。反应堆上有四十几个操纵按钮与开关,为了使操作熟练,他们用磁带录音机,按各种速度录下了几十套前后不同的操作命令。先睁眼后蒙眼,由慢速到快速。”

      ——选自1965年《清华大学建造原子反应堆的初步经验总结(摘要)》

 

在建设初期,科研与基建并重,技术人员、师生和工人一起干活,师生想要进城只能靠每周一次的大卡车。据当事人回忆说,“大家夜以继日地干,经常晚上一干就到天亮,东方发白,大家就到操场上跑步。从这时就形成了师生共同战斗的战友之情,也形成了核研院难能可贵的传统精神。

面对一个个建设与技术难题,吕应中在相关的总结报告中提到,当时,大家有一个战术原则“尖端分解一般,一般综合成尖端”,就是从最简单最低级的办法做起,将复杂的反应堆分解为一般的专业技术问题,利用扎实的专业基础逐一攻克。然后再将这些已经解决的专业技术问题进行整合,从而完成复杂的科学实验工作。就这样,原子反应堆技术攻坚任务一一落实,极大振奋了人心。与此同时,社会各界也纷纷伸出援手。据统计,在建堆过程中,清华大学前后得到了校内外200多个单位的协作和支援。

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屏蔽试验反应堆堆芯(1984年,王建一摄)

1964年刚建成的屏蔽试验反应堆外景

 

经过六年不懈奋斗,“200号”人排除万难,边学边干,在实践中成长,游泳池式屏蔽试验反应堆终于在 1964年9月建成。9月27日,屏蔽试验反应堆手动启动一次成功,10月1日自动启动又一次成功。屏蔽试验反应堆在反应堆多用途设计、自动化程度和安全性能方面超过了国外原参考设计的水平。

核反应堆安全棒驱动机构与“200号”精神-Picture3

5兆瓦低温核供热实验反应堆外景(1989年,李仲三摄)
由清华大学原校长王大中带领下在1989年建成世界上首座一体化壳式低温核供热堆——5兆瓦低温供热试验反应堆,开辟了中国核能供热的新领域。

10兆瓦高温气冷实验堆外景(2004年,林登彩摄)
2000年建成的世界上首座模块式球床高温气冷堆——10兆瓦高温气冷实验堆,实现了固有安全概念的反应堆,揭示了和平利用核能的广阔前景。

 

当年建堆炼就的“知难而进、众志成城”的“200号”精神,构成了清华大学核研院的精神文化基础,激励着一代又一代清华人。对于 “200号”人来说,爱国情是炽烈的,更是具体的,那就是为了国家的需要、人民的事业,敢于做前人未做之事,成就前人未成就之大业。正是这一代代科研人员以身许国的坚定信念,奠定了中国科技强国的基础,世人当永志铭记。

【感谢清华大学核研院张佑杰、图书馆游战洪、党宣办郭莉莉等老师对本文的大力支持】

 

责编|伊墨 谷霖

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