从技术引进到出口“中国方案”

　　上世纪70年代初期，在运行二十年后，101堆设备出现老化现象。冷却剂在堆内通道发生“漏流”，反应堆被迫降功率至3MW运行。按照业内说法，反应堆寿期将至。另一方面，反应堆用户，特别是放射性同位素生产用户，对扩大放射性同位素产量、增加品种、改善质量有着强烈需求，而反应堆的中子注量率和辐照孔道却不能很好满足需要。

　　如果勉强维持，可能导致反应堆被迫关闭，给科研和生产造成巨大损失；如果主动改造，或许可以换来新生，但难度同样很大，特别是在具有强放射性现场施工，设备和人身的安全保障难度更大。

　　1972年，几经权衡，原子能院正式推进反应堆改建。

　　更换反应堆内壳是改建中的最大难点，也是改建成败的关键。

　　内壳活性区是反应堆心脏，旧内壳是一个直径1.5米、高8.5米、壁厚只有8毫米的桶形铝合金容器。由于反应堆内壳放射性很大，吊取操作必须一次成功；重水冷却回路的工艺房间的辐射场最强，如果不采取有效防护措施，每人每天只能在现场工作十几分钟，每天需要调动数十人。

　　为解决这些问题，改建团队采取了对回路系统进行化学去污、用铁砂袋对局部放射性热点进行屏蔽、使用遥控操作的电动砂轮切割机和自动焊机等几项措施，使回路改建施工只用了十余人，就提前完成了施工计划。

　　1980年，101堆完成以更换改造堆芯和重水冷却系统为重点的一期改建工程。改建后的反应堆额定功率提高到10MW，加强功率达15MW，最大热中子注量率提高到1.3倍，辐照管道增加了2.6倍。改建延长了反应堆的使用寿命，经费投入却只有一个反应堆新建费用的十分之一。

　　101堆的成功改建在国内外引起强烈反响。美国核管会高级专家曾评价，改建是你们反应堆的骄傲，也是中国的骄傲。1985年，101重水研究堆改建工程获国家科技进步一等奖。

　　此外，101堆还为我国第一个大型核设施出口工程——871工程（即援助阿尔及利亚建造15MW多用途重水研究堆——比林堆），成功提供了全套技术和经验，并发挥了参照堆作用。

　　万钢回忆，当时设计重任由谁来承担，存在很多争议。有人认为原子能院是一个研究院，不具备设计资格和设计能力。但原子能院熟悉101重水研究堆的历史和现状，具有大修改建实践经验。中核总领导权衡后，确定原子能院为援建阿重水研究堆反应堆工艺设计单位。原子能院及时组建了871工程处，将分散在各研究室的设计人员集中起来，开展重水研究堆工艺设计等工作。

　　在这项工程中，原子能院除承担反应堆工艺设计，还负责调试和技术培训。

　　虽然是以改建后的101堆为参照堆，但通过改进，比林堆功率比参照堆功率提高了50%，额定功率达到15MW，从技术上彻底解决了101堆改建前曾出现的反应堆冷却剂“漏流”问题。

　　1992年，871工程竣工。工程为我国赢得了良好的国际信誉，被誉为“南南合作”的典范，并于1995年获得国家科技进步一等奖。

　　从边缘到国际舞台的中央

　　以第一座重水反应堆为起点，1964年，原子能院自主建成我国第一座游泳池式反应堆（49-2堆）。这是我国自主设计建造的第一座反应堆，至今已安全运行50余年，主要用于医用、工业用同位素生产，材料辐照考验，单晶硅辐照嬗变等。2017年12月，49-2堆成功实现连续供热168小时，目前泳池堆供热示范工程已经全面启动。

　　1984年，原子能院自主建成我国第一座微型中子源反应堆（原型微堆），随后相继在国内建造了5座，并出口了5座。2017年8月，原子能院圆满完成加纳微堆低浓化改造，实现了习近平主席在2016年华盛顿核安全峰会上提出的“加纳模式”，为世界防核扩散事业作出积极贡献。

　　2010年，原子能院自主研发设计建成一座多用途、高性能研究堆——中国先进研究堆，其主要技术指标居世界前列、亚洲第一，为我国核科学研究和开发应用提供了重要的科学实验平台。该堆于2012年3月实现满功率运行；2017年首次产生冷中子束流，束流品质达国际先进水平。

　　2010年，原子能院建成我国首座快堆——中国实验快堆。中国实验快堆的建成标志着我国在占领核能技术制高点、建立可持续发展的先进核能系统上迈出了重要一步。2010年，中国实验快堆临界入选中国十大科技进展和国内十大科技新闻。目前，国家重大工程项目——600MW示范快堆已于2017年12月土建开工，原子能院负责核岛主工艺及相关辅助系统设计。

　　从第一台回旋加速器出发，1963年，原子能院建成2.5MeV质子静电加速器，为核物理研究工作创造了良好条件。

　　1987年，北京HI-13串列静电加速器在原子能院建成。目前串列加速器已稳定运行超过10万小时，为我国低能核物理发展作出了重要贡献。

　　1994年，原子能院研制成功30MeV强流质子回旋加速器，该加速器每年供束时间约5000小时。以此为基础，原子能院建设了我国第一个中短寿命放射性同位素生产基地，填补了我国加速器生产同位素的空白。该事件被评为1996年全国十大科技事件。

　　2007年，原子能院自主设计研制我国首台高能大功率电子辐照加速器——10MeV/15kW电子直线辐照加速器，已累计稳定运行超过31000小时。2018年5月，该院无损检测电子直线加速器首次出口，实现中核集团加速器海外市场零突破。

　　2014年，原子能院自主研制的100MeV强流质子回旋加速器建成出束，成为国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器。“能量最高质子回旋加速器首次出束”入选2014年中国十大科技进展。

　　万钢说，以“一堆一器”为牵引，原子能院目前形成了核物理、核化学与放射化学、反应堆工程技术、加速器技术、核电子与探测技术、同位素技术、辐射防护技术和放射性计量八大学科。

　　“一堆一器”建成后，为我国核科学技术创新发展培养和输送了大批人才。在国务院和中央军委表彰的“两弹一星”功勋奖章获得者中，于敏、王淦昌、邓稼先、朱光亚、陈芳允、钱三强、彭桓武7人曾在原子能院建立功勋；先后有67位院士在原子能院工作过；上万名各类科技人才从这里走向全国核科技领域；先后派生或援建了中国工程物理研究院、中科院高能物理研究所、兰州近代物理研究所、中国辐射防护研究院等14个单位。为此，原子能院被誉为“中国核科学技术的发祥地”“中国核工业的摇篮”、核工业人才的“老母鸡”。

　　60年来，原子能院围绕堆、器开展了大量卓有成效的工作，据统计，共获国家级奖励153项，省部级奖励1647项。其中直接由堆、器产生的国家级奖励12项，省部级奖励170项。

　　谈及未来，万钢表示，原子能院将以中国实验快堆、中国先进研究堆、核燃料后处理放化实验设施、串列加速器升级工程以及国家级（部委级）创新中心和重点实验室为科技创新平台，全方位打造世界先进水平的核科技研究基地。目前原子能院正在申请两大国际中心：国际研究堆中心、核技术应用中心。

　　“我们已从国际舞台的边缘走到中央。”在万钢看来，上世纪五十年代的中国，还不具备自己建设反应堆的条件，如果当时不从苏联引进重水研究堆，肯定要经过更加漫长的时间才能跨入原子能时代。尽管如此，我国科研人员并没有墨守成规、一成不变、止步不前，而是敢想、敢改、敢做，最终走出了一条真正属于自己的创新之路。而这，既是国家唯一的基础性、综合性核科研基地的使命，也是“一堆一器”开启的国家责任担当。