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宋丹戎，“玲龍一號”總設(shè)計師、中核集團及核動力院模塊化小型堆科研專項總設(shè)計師、中國核動力研究設(shè)計院設(shè)計總師，長期主持和從事反應(yīng)堆低濃化、核能海水淡化堆、醫(yī)用同位素堆、模塊化多用途小型堆等的技術(shù)研究工作。

【總師對話】

◎?qū)嵙?xí)記者 吳葉凡

碧海藍天輝映下，海南昌江核電基地有一種別樣的美。在這里，全球首個陸上商用模塊化小型壓水堆——“玲龍一號”的建設(shè)工作正熱火朝天地進行著。日前，“玲龍一號”反應(yīng)堆核心模塊的吊裝工作已經(jīng)完成，預(yù)計于2026年上半年并網(wǎng)發(fā)電。

“玲龍一號”是全球首個通過國際原子能機構(gòu)通用安全審查的小型模塊化壓水反應(yīng)堆。作為我國核電自主創(chuàng)新的重大成果，“玲龍一號”建成后，不僅將以穩(wěn)定可靠的清潔能源助力海南“清潔能源島”建設(shè)和國家“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)，更推動世界核能技術(shù)的發(fā)展。

近日，“玲龍一號”總設(shè)計師、中國核動力研究設(shè)計院設(shè)計總師宋丹戎接受科技日報記者采訪，講述中國核電人自主創(chuàng)新、勇攀高峰的創(chuàng)業(yè)歷程。

緊守核電安全“生命線”

記者：小型核反應(yīng)堆（以下簡稱小堆）是指電功率30萬千瓦以下的核反應(yīng)堆。在大型核電站發(fā)電功率已經(jīng)可以達到百萬千瓦級的當(dāng)下，為什么要把反應(yīng)堆做?。?/strong>

宋丹戎：我們研發(fā)小堆并不是“為了科研而科研”，而是因為存在迫切的實際需求。

從歷史上看，早在上世紀(jì)七八十年代，由于國外一些大型核電站核事故的發(fā)生，國際原子能機構(gòu)就開始倡導(dǎo)發(fā)展安全、可靠、經(jīng)濟上可行和抗核擴散的中小型反應(yīng)堆。此外，近年來，隨著核能應(yīng)用場景不斷拓展，大型核電機組已經(jīng)不能完全適應(yīng)核能廣泛應(yīng)用的需求，因此目前國內(nèi)外都在開展小堆研發(fā)工作。

記者：由“大”變“小”的過程是否只是把大型反應(yīng)堆（以下簡稱大堆）的各個組件縮小？

宋丹戎：整個過程絕不是簡單地將大型核電小型化。對于核電站來說，最關(guān)鍵的組件就是反應(yīng)堆和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)。傳統(tǒng)大堆的組件一般采用分散式的分布方式，但是“玲龍一號”則把關(guān)鍵組件集合在一起，形成了一體化、模塊化的反應(yīng)堆模塊，這也是“玲龍一號”最突出的創(chuàng)新點。

記者：集成在一起后反應(yīng)堆的體積就變小了。

宋丹戎：是的，一體化、模塊化的設(shè)計不僅使反應(yīng)堆更緊湊、占地面積更小，而且還取消了傳統(tǒng)大堆中的主管道，從設(shè)計上就消除了主管道斷裂造成冷卻劑喪失事故的可能性，使反應(yīng)堆更安全。

記者：安全性是設(shè)計中最重要的考量因素嗎？

宋丹戎：安全是核電行業(yè)的“生命線”，怎么重視都不為過。為了提升安全性，“玲龍一號”還采用了完全非能動的安全系統(tǒng)。當(dāng)事故發(fā)生時，即使喪失廠外電和應(yīng)急電源，反應(yīng)堆也可以通過重力和自然循環(huán)等非能動方式，將堆芯熱量導(dǎo)出，實現(xiàn)長期冷卻，一改以往依賴水、電等外力來保障安全的傳統(tǒng)方式。

記者：有了多重“保險”，“玲龍一號”達到了什么樣的安全水準(zhǔn)？

宋丹戎：“玲龍一號”的安全性處于三代核電先進水平。在設(shè)計過程中，我們邀請不同機構(gòu)的專業(yè)人士反復(fù)對它進行安全實驗。安全分析結(jié)果表明，“玲龍一號”的堆芯損壞頻率（CDF）為10E-7量級。相當(dāng)于一千個“玲龍一號”同時運行一萬年，才有較大可能發(fā)生一次堆芯損壞。

2016年，“玲龍一號”成為全球首個通過國際原子能機構(gòu)通用安全審查的小型模塊化壓水反應(yīng)堆。這意味著中國模塊式小型堆技術(shù)走在了世界前列，同時也從第三方角度驗證了“玲龍一號”的安全性。

記者：提高安全性為“玲龍一號”帶來了哪些應(yīng)用優(yōu)勢？

宋丹戎：以應(yīng)急計劃區(qū)為例。應(yīng)急計劃區(qū)是指在發(fā)生核事故后可采取隱蔽、服碘和撤離等應(yīng)急響應(yīng)行動的區(qū)域。一般大堆應(yīng)急計劃區(qū)的半徑為5公里至10公里，“玲龍一號”的應(yīng)急計劃區(qū)半徑從設(shè)計角度可以做到小于500米。基于此，“玲龍一號”可以建造在離城市、人口密集區(qū)更近的地方，非常適合城市冬季集中供熱、工業(yè)園區(qū)集中供熱等場景。

從零開始創(chuàng)新設(shè)計

記者：模塊化小型堆是一個全新的概念，在全球都沒有先例的情況下進行探索，起初您和團隊有信心嗎？

宋丹戎：說實話，在研發(fā)之初，我們也沒有十足的把握。當(dāng)時，在全球范圍內(nèi)，還沒有任何成熟的三代核電小堆問世。國外主要的小型壓水堆研發(fā)國家，包括美國、俄羅斯、阿根廷、韓國、英國等，提出了各自小型壓水堆設(shè)計方案，但絕大部分都處于設(shè)計或評審階段，我們沒有任何成熟的經(jīng)驗可以借鑒。

記者：這意味著研發(fā)工作要“摸著石頭過河”了。

宋丹戎：是的，我們不僅缺乏經(jīng)驗，數(shù)據(jù)工作也要從零開始。以往設(shè)計大堆時，一般可以借鑒相關(guān)數(shù)據(jù)。

不過，小堆的尺寸、功率、布置都變了。比如，它的燃料組件相比大堆要短，短了以后燃料組件壓緊力是多少、變形量是多少，這些都得重新計算、從頭開始研究。

記者：從頭開始創(chuàng)新，一定非常艱難。

宋丹戎：沒錯，“從0到1”的原始創(chuàng)新是非常不容易的，每一個小小的突破、哪怕是一小步都十分艱難。有時，原本的設(shè)計驗證到一半，突然發(fā)現(xiàn)有問題，只能推倒重來。過去十幾年來，這樣的事情我們經(jīng)歷了無數(shù)次。其間，我們組織開展了30多項實驗，研制了20多臺關(guān)鍵設(shè)備。

記者：在“玲龍一號”建設(shè)過程中，您對遇到的哪個困難印象最深？

宋丹戎：在研發(fā)初期，“玲龍一號”的選址地是蘭州。就在我們已經(jīng)在蘭州選好廠址并開展了大量工作的時候，福島核事故發(fā)生了，核電科研也在一定程度上受到質(zhì)疑。面對困難，團隊沒有動搖，我們對小堆很有信心。此后，我們重新在沿海地區(qū)選了廠址，繼續(xù)推進小堆的研發(fā)建設(shè)工作。

記者：更換廠址后，研發(fā)過程開展得順利嗎？

宋丹戎：應(yīng)該說，研發(fā)過程就是問題“疊著”問題，創(chuàng)新就是積極地解決問題。2018年，我們又遇到了一個棘手的問題——“玲龍一號”的造價和用戶的期望存在一定差距，但民用項目要有生命力，就必須有一定的經(jīng)濟性。這是我們后期遇到的重大挑戰(zhàn)。

記者：經(jīng)濟性問題是如何解決的？

宋丹戎：當(dāng)時相關(guān)科研工作已經(jīng)進行了七八年，不能遇到問題就停下，這個決心我們還是有的。我們從設(shè)備、系統(tǒng)、電氣、土建等方面，進行了約18項的優(yōu)化工作。最終，在不降低反應(yīng)堆安全性的前提下，成功提升了“玲龍一號”的經(jīng)濟性。

記者：現(xiàn)在“玲龍一號”經(jīng)濟性怎樣？

宋丹戎：應(yīng)該說，經(jīng)濟實惠是“玲龍一號”的一大“賣點”。相比大堆，“玲龍一號”系統(tǒng)簡單、建造投資少，它應(yīng)用的創(chuàng)新性模塊化設(shè)計，可以實現(xiàn)批量化的制造生產(chǎn)，大大縮短了建造周期。同時，“玲龍一號”能夠根據(jù)用戶負荷需求，靈活組合規(guī)模，滾動開發(fā)建設(shè)，有效降低了模塊式小堆的投資成本，確保了經(jīng)濟效益。

記者：未來以“玲龍一號”為代表的小型反應(yīng)堆在國際上的應(yīng)用前景怎樣？

宋丹戎：由于大堆的一次性投資成本很高，許多發(fā)展中國家難以解決建設(shè)的一次性融資問題，再加上受地質(zhì)、氣象、冷卻水源、運輸、電網(wǎng)容量等的限制，發(fā)展中國家對中小堆發(fā)電有現(xiàn)實需求。

目前，中東、東南亞的多個發(fā)展中國家對小堆都表現(xiàn)出濃厚的興趣。當(dāng)前世界核電裝機容量的增長極在發(fā)展中國家與新興工業(yè)國家，它們也是未來國際核電技術(shù)推廣應(yīng)用的主要市場。我相信“玲龍一號”將成為中國核電的一張新名片，為人類和平利用核能貢獻中國力量。

板凳甘坐十年冷

記者：相比其他行業(yè)，核電行業(yè)出成果比較慢，您和團隊是否為此困惑過？

宋丹戎：的確，要想在這個行業(yè)取得一些成績，需要下慢功夫。核燃料的研發(fā)、反應(yīng)堆型的研發(fā)等，這些沒有十年八年是干不來的。在這個過程中，也有人耐不住寂寞，轉(zhuǎn)行去了更容易出成果的行業(yè)，但我們還是堅定信念：一定要把安全、清潔、可靠的小型反應(yīng)堆做出來。這一直支撐著我們。

記者：雖然出成果慢，但不能浮躁。

宋丹戎：是的，這是客觀規(guī)律決定的，所以一定不能盲目圖快。核電領(lǐng)域涉及的專業(yè)非常多，有堆芯設(shè)計、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)設(shè)計、儀表和控制系統(tǒng)設(shè)計、安全分析、力學(xué)分析等。我們必須靜下心來，各個專業(yè)的科研人員明確自己的職責(zé)，踏踏實實做好各項工作，協(xié)調(diào)配合，這樣才能夠打造出硬“核”成果。

記者：如果不同專業(yè)的科研人員對于研發(fā)工作有不同看法，您怎么解決？

宋丹戎：舉例來說，在堆芯設(shè)計的過程中，儀控專業(yè)科研人員提出在反應(yīng)堆壓力容器上要放置溫度傳感器，但從結(jié)構(gòu)專業(yè)角度看，放傳感器開的洞會影響整個結(jié)構(gòu)的完整性。遇到這類矛盾，總設(shè)計師就要扮演好掌舵人的角色，從總體上進行協(xié)調(diào)平衡，把控好研發(fā)設(shè)計方向。

記者：核電研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域是否存在人才缺口？

宋丹戎：目前我們比較缺乏的是傳統(tǒng)工科專業(yè)的青年人才?，F(xiàn)在很多學(xué)生愿意去學(xué)計算機、人工智能，學(xué)傳統(tǒng)機械設(shè)計、自動化專業(yè)的人才反倒少了一些。可對于一個核電站的建設(shè)來說，幾乎每個研發(fā)環(huán)節(jié)都需要傳統(tǒng)工科領(lǐng)域的人才。

記者：您認(rèn)為中國核電人應(yīng)具備怎樣的精神？

宋丹戎：核電是攸關(guān)國計民生的大工程，培養(yǎng)核電人才首先就是要筑牢理想信念、樹立正確的價值觀，讓青年人才立志于用所學(xué)所長服務(wù)國家和人民。

上世紀(jì)90年代，我曾去過法國，當(dāng)時我們的核電技術(shù)是要向法國學(xué)習(xí)的。不過，2000年以后，隨著我們技術(shù)的不斷提高，法國反過來要向我們學(xué)習(xí)。從2002年我們自主設(shè)計的秦山二期核電站實現(xiàn)商運，到2021年自主設(shè)計的三代核電技術(shù)堆型“華龍一號”投入商運，我國自主核電技術(shù)實現(xiàn)了從無到有、由小到大、由弱至強的飛躍。而這一切都離不開中國核電人在艱難困苦中自主創(chuàng)新、勇攀高峰的精神。

記者：您覺得該如何吸引優(yōu)秀的青年人投身核電應(yīng)用、研究領(lǐng)域？

宋丹戎：我認(rèn)為應(yīng)該加強公眾核教育、核文化宣傳，提升公眾關(guān)于核事業(yè)發(fā)展對于國家、民族和自身的利益的認(rèn)知，從而提高從事核電應(yīng)用、研究領(lǐng)域人才的使命感、榮譽感。此外，還需要加強人才培養(yǎng)，通過企業(yè)和高等學(xué)校聯(lián)合培養(yǎng)核電人才，拓寬人才通道，另外還要建立科學(xué)合理的激勵制度。

記 者 手 記

宋丹戎是一位極其低調(diào)的總設(shè)計師，網(wǎng)上幾乎找不到他的資料。在為數(shù)不多的采訪中，他也都是在談技術(shù)、談研發(fā)。

在采訪宋丹戎的過程中，我常有一種錯覺——自己面對的不是“玲龍一號”的總設(shè)計師，而是一位循循善誘的師長。他總能夠抽絲剝繭，把復(fù)雜的核電站部件功能說得一清二楚，把高深的核動力技術(shù)原理講得通俗易懂。

“責(zé)任”是宋丹戎采訪中一再提及的關(guān)鍵詞。對于中國核電人來說，他們身上肩負著優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展清潔能源的責(zé)任，也肩負著保障能源供給安全、保障核電站運行安全的責(zé)任。

宋丹戎說，事業(yè)高于一切、責(zé)任重于一切。在他看來，核電人才應(yīng)當(dāng)具備堅定的理想信念，能夠繼承和發(fā)揚“兩彈一星”精神、“四個一切”核工業(yè)精神、新時代核工業(yè)精神，勇于開拓創(chuàng)新、矢志艱苦奮斗。

“玲龍一號”的建設(shè)工作正在如火如荼地進行，中國核電人也將砥礪奮進，續(xù)寫新的華章。