【文匯報(bào)】建成上海光源后16年，70歲的他又圓了一個(gè)核能“中國(guó)夢(mèng)”

世界唯一建成并運(yùn)行的熔鹽堆第四代核能系統(tǒng)——熱功率兩兆瓦（2MWt）的液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆（TMSR-LF1），已在甘肅武威加釷運(yùn)行，并于去年10月通過中國(guó)科學(xué)院組織的綜合績(jī)效評(píng)價(jià)。目前，團(tuán)隊(duì)正與國(guó)內(nèi)核能企業(yè)開展合作推動(dòng)工業(yè)化，而上海也將成為釷基熔鹽堆供應(yīng)鏈的主陣地。

在4月8日舉行的中國(guó)科學(xué)院上海分院第十一期“報(bào)國(guó)講壇”上，曾任中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所所長(zhǎng)、釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)先導(dǎo)專項(xiàng)負(fù)責(zé)人的徐洪杰研究員透露，如今，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)上的優(yōu)異性能，熔鹽堆的全球性研發(fā)熱潮持續(xù)高漲，而“中國(guó)在這一領(lǐng)域已走在了世界前沿”。

在“核的領(lǐng)域”沒有“短平快”捷徑可走

15年執(zhí)著，建成了上海第一個(gè)大科學(xué)裝置“上海光源”；16年拓荒，建成了迄今世界唯一運(yùn)行的釷基熔鹽堆。今年恰滿70歲的徐洪杰說，在“核的領(lǐng)域”，沒有“短平快”的捷徑可走，“要在這個(gè)領(lǐng)域做成事，必須有定力，準(zhǔn)備好二三十年就做一件事”。

中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所原名“原子核研究所”，簡(jiǎn)稱“核所”，在核物理及工程技術(shù)領(lǐng)域有著深厚積累。上世紀(jì)70年代，從上海起步的中國(guó)核電工程“728工程”最初目標(biāo)就是研發(fā)25兆瓦釷基熔鹽堆，1971年核所建成了熔鹽（冷態(tài)）零功率堆。

“這可以說是一個(gè)跨越了半個(gè)世紀(jì)的核能‘中國(guó)夢(mèng)’。”徐洪杰介紹，中國(guó)是一個(gè)富釷的國(guó)家，釷資源可供核能發(fā)電用上幾萬年，“如果釷基熔鹽堆能夠推廣，將有望助力中國(guó)實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立”。

本世紀(jì)初，核能的研發(fā)熱潮再次興起。2009年，上海光源剛竣工，中國(guó)科學(xué)院從國(guó)家重大戰(zhàn)略需求出發(fā)，決定“無中生有”發(fā)展先進(jìn)的裂變核能。當(dāng)時(shí)，院領(lǐng)導(dǎo)希望徐洪杰能夠提出選題并領(lǐng)銜項(xiàng)目。“既然國(guó)家需要，我必竭盡所能。”正當(dāng)上海光源如日中天之時(shí)，徐洪杰卻從熱鬧的光源舞臺(tái)離開了。2009年底，上海應(yīng)物所正式提出要研制釷基熔鹽堆——又一場(chǎng)幾乎“從零開始”的拓荒開始了。

強(qiáng)者“可原諒的錯(cuò)誤”就是我們趕超的機(jī)會(huì)

在報(bào)告會(huì)上，徐洪杰提到了一個(gè)盡人皆知的故事——龜兔賽跑。

“兔子總有犯錯(cuò)、偷懶的時(shí)候，這就是烏龜跑贏的機(jī)會(huì)。”徐洪杰坦言，美國(guó)在核技術(shù)領(lǐng)域的積累遠(yuǎn)超世界上的任何一個(gè)國(guó)家，但中國(guó)只要錨定目標(biāo)，就一定可以找到趕超的機(jī)會(huì)，釷基熔鹽堆就是這樣一個(gè)機(jī)會(huì)。

美國(guó)于上世紀(jì)70年代放棄發(fā)展熔鹽堆，并將所有研發(fā)技術(shù)資料公開發(fā)布于網(wǎng)上，以待“后來有緣人”。

“其實(shí)，已有美國(guó)專家指出，當(dāng)年美國(guó)放棄發(fā)展熔鹽堆，是一個(gè)‘可原諒的錯(cuò)誤’。”徐洪杰覺得，中國(guó)團(tuán)隊(duì)就是那個(gè)“有緣人”——不僅把每一篇文獻(xiàn)都讀透，還在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。“我們不僅掌握了文獻(xiàn)中提到的所有技術(shù)，還進(jìn)行了二次創(chuàng)新。”

然而，真正要造出釷基熔鹽堆，仍有大量科學(xué)與技術(shù)難題需要攻克。為此，徐洪杰首先做的是組建隊(duì)伍，“我們?cè)诙潭虄赡陜?nèi)，大量招兵買馬，從幾十人拓展到三四百人，然后‘干中學(xué)、學(xué)中干’”。

從建設(shè)能力平臺(tái)到“從零開始”研發(fā)新材料、新技術(shù)，“我們創(chuàng)造的‘世界第一’‘國(guó)際領(lǐng)先’‘填補(bǔ)空白’可以說不計(jì)其數(shù)。”徐洪杰說，如果只為科研“交差”，完全可以選擇更簡(jiǎn)單的路線，但TMSR的目標(biāo)是工業(yè)應(yīng)用，因此他們必須選擇更難走的路。

那一天，恰巧是中國(guó)首顆氫彈成功的日子

“做核的人，要有一個(gè)自覺，”徐洪杰說道，盡管熔鹽堆的安全性遠(yuǎn)超現(xiàn)有技術(shù)，甚至可以建在人口稠密的城市中，“但在研發(fā)階段，還是應(yīng)該自覺去人煙稀少的地方。”

在甘肅武威的茫茫戈壁荒漠中，這支隊(duì)伍不發(fā)論文，也不申請(qǐng)任何獎(jiǎng)項(xiàng)，埋頭八年多，建設(shè)2MWt液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆。

工程建設(shè)階段，不少科研人員一年離家200多天，最多的達(dá)300多天，堅(jiān)守在土建施工和設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)。為集中資源盡快建起實(shí)驗(yàn)堆，整個(gè)占地千畝的園區(qū)，唯一新建的生活設(shè)施只有一個(gè)食堂。釷基熔鹽堆建設(shè)團(tuán)隊(duì)不畏艱苦、堅(jiān)韌不拔、團(tuán)結(jié)奮斗，克服異地建設(shè)和自然條件惡劣等重重困難，同步推進(jìn)安審、土建、安裝、調(diào)試等多個(gè)條線工作。

終于，2023年10月11日11點(diǎn)08分，實(shí)驗(yàn)堆首次臨界；2024年6月17日10點(diǎn)12分首次達(dá)到滿功率運(yùn)行——這標(biāo)志著我國(guó)擁有了世界上獨(dú)一無二的釷基熔鹽堆（釷鈾燃料循環(huán)）研究平臺(tái)。

“后來，我們注意到，57年前的同一天，中國(guó)第一枚氫彈爆炸成功。”徐洪杰說，可能是在冥冥中傳承著報(bào)國(guó)與奉獻(xiàn)的“兩彈一星”精神。此后他們又實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)堆加釷運(yùn)行，“我們終于走到了世界前沿”。

如今，在深入開展釷基熔鹽堆科技研發(fā)的同時(shí)，他們正與國(guó)內(nèi)工業(yè)界開展緊密合作，加快推動(dòng)釷基熔鹽堆的工業(yè)示范和應(yīng)用。“很多關(guān)鍵材料和技術(shù)，都是我們自主研發(fā)的，可以直接產(chǎn)業(yè)化，形成釷基熔鹽堆的供應(yīng)鏈。”徐洪杰認(rèn)為，只要釷基熔鹽堆的應(yīng)用市場(chǎng)打開，就能很快形成與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈。

“我們要真正落地西部，創(chuàng)立東西聯(lián)動(dòng)的新模式。”徐洪杰提到，未來上海應(yīng)物所將聯(lián)合骨干企業(yè)共同構(gòu)建TMSR設(shè)計(jì)研發(fā)與主要裝備制造基地在上海、（涉核）實(shí)驗(yàn)與示范應(yīng)用基地在甘肅的“東西聯(lián)動(dòng)”創(chuàng)新布局，打造可以全覆蓋“一帶一路”區(qū)域的清潔高效能源系統(tǒng)，為國(guó)家能源安全和“雙碳”戰(zhàn)略提供有力支撐。