昨日中核集團(tuán)官方披露：根據(jù)有關(guān)規(guī)定，經(jīng)國(guó)家核安全局批準(zhǔn)，中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院高通量工程試驗(yàn)堆（HFETR）運(yùn)行許可證獲準(zhǔn)延續(xù)，有效期至2028年10月31日。
 
高通量工程試驗(yàn)堆成為國(guó)內(nèi)第一座正式開展運(yùn)行許可證延續(xù)技術(shù)審查的研究堆，實(shí)現(xiàn)了從零到一的突破。那今天就聊一聊它唄~  
1高通堆干嗎用
 
按照大家的興趣，先說明白干嗎用，再去感嘆它的歷史和驚艷它的不易。
 
首先，高通堆其實(shí)是研究堆的一種，簡(jiǎn)單來說，就是這家伙是用來研究核動(dòng)力堆各種裝置（比如燃料）的靠譜性。
 
大部分研究堆都是一個(gè)基本套路：產(chǎn)生中子轟擊放入堆中的試驗(yàn)品（靶）來研究核反應(yīng)。
 
研究堆大致分成兩類。
 
一類是中子源用堆，其熱中子通量比較低，大概是本文主角的1/10-1/100的程度。這種堆適應(yīng)性大，應(yīng)用廣，能對(duì)堆物理、材料、化學(xué)、同位素、醫(yī)學(xué)、工業(yè)技術(shù)和教學(xué)培訓(xùn)等廣泛領(lǐng)域開展研究工作。這種堆數(shù)量很大，在發(fā)達(dá)國(guó)象（如美國(guó)）很多高等學(xué)校內(nèi)就擁有一座這種類型的堆，也是我國(guó)同位素很多采購的來源。
 
另一類型是高通量試驗(yàn)堆，也稱工具堆，一般量級(jí)在10的十五次方（看不懂沒關(guān)系，你就認(rèn)為它很大很密集就可以）。它是研究動(dòng)力堆用的，因?yàn)閯?dòng)力堆不比與日常研究，這家伙勁大！所以要求中子通量也要上來才可以。但是這種堆通用性不大，且造價(jià)高，之前還消耗高濃鈾燃料，其運(yùn)行費(fèi)用也較昂貴，它是必不可少的但又不必多建，各國(guó)有一兩座即可。
 
現(xiàn)在大型核電站的堆型逐漸集中到輕水堆為主，其中壓水堆型巳占主導(dǎo)地位。這些成就是與在高通量堆上進(jìn)行研究試驗(yàn)密切相關(guān)的。
 
至今高通量試驗(yàn)堆仍是用來對(duì)各種新型反應(yīng)堆的研究，已有堆的安全運(yùn)行和提高經(jīng)濟(jì)效益，在這些方面，它仍起著關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用。
 
2給它畫個(gè)像
 
其實(shí)你可以在腦海里想象一個(gè)畫面：
 
就是中子從核心區(qū)域產(chǎn)生后，到了不同的場(chǎng)景（試驗(yàn)孔道和考驗(yàn)回路）里去模擬真實(shí)的工況。
 
就像斗羅大陸小說里，主人公需要進(jìn)入七怪各自的場(chǎng)景里去磨煉自己一樣。
 
比如高溫高壓的水回路，這就是模擬真實(shí)的壓水堆里，核燃料能不能撐住，如果是換成了鈉作為冷卻劑，就是模擬快堆的工況，那換成氣呢？
 
諸如此類，不一定嚴(yán)謹(jǐn)，科普理解。
 
所以衡量一個(gè)高通量堆是否先進(jìn)，有很多方面，但從使用者角度，很強(qiáng)調(diào)中子通量水平和可以提供輻照試驗(yàn)的空間，特別是高通量堆內(nèi)應(yīng)有相應(yīng)的輻照回路設(shè)施。
 
3高通堆的歷史  
在中國(guó)，有代號(hào)才是身份的象征，比如第一座核電站也叫做728工程，本文主角恰好也有個(gè)代號(hào)的，叫做49-3堆。
 
如果熟悉前一段時(shí)間核能供暖的新聞的話，大家應(yīng)該對(duì)北京的49-2堆不陌生。
 
49-2堆是泳池堆，也是現(xiàn)在燕龍一號(hào)的技術(shù)前身，但是由于它過于小巧，對(duì)于研究動(dòng)力堆有點(diǎn)力不從心，所以專心供暖這樣的民生工程了，但是祖國(guó)的核動(dòng)力事業(yè)怎么辦，新型燃料元件、材料加速輻照考驗(yàn)的呼喚下，高中子通量反應(yīng)堆 49-3堆 應(yīng)運(yùn)而生。
 
1968年5月15日，由國(guó)家計(jì)委、國(guó)防科委、國(guó)防工辦批復(fù)了二機(jī)部關(guān)于反應(yīng)堆研究設(shè)計(jì)基地建設(shè)方案的報(bào)告，項(xiàng)目代號(hào)為“49-3工程”。  
1971年03月正式破土動(dòng)工；
 
1979年12月達(dá)到首次物理臨界；
 
1980年12年實(shí)現(xiàn)高功率運(yùn)行；
 
1981年12月通過國(guó)家驗(yàn)收并正式投運(yùn)；
 
1985年10月工程設(shè)計(jì)建造獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。（這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的分量灰常重）
 
49-3堆是完全依靠我國(guó)自己力量建成的大型核試驗(yàn)設(shè)施，設(shè)計(jì)功率為125MW，其輻照能力在亞洲研究堆中名列第一。
   
但為了不要驕傲，大家記住，是世界第三，也就是我們還有進(jìn)步的空間。
 
但不得不說，它的建成表明中國(guó)核反應(yīng)堆工程技術(shù)達(dá)到了新水平，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)新技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)核科學(xué)與技術(shù)研究平臺(tái)進(jìn)入新的高度。
 
后續(xù)高通堆還進(jìn)行了低濃度燃料的升級(jí)
 
為了響應(yīng)IAEA研究和試驗(yàn)性反應(yīng)堆低濃化（RETER）項(xiàng)目，減少和消除全球范圍內(nèi)民用高濃鈾的使用，核動(dòng)力院在1992年開始49-3堆燃料元件低濃化研究。2002年，由核動(dòng)力院設(shè)計(jì)，核燃料元件制造單位完成了兩組49-3堆低濃燃料元件的生產(chǎn)，緊接著核動(dòng)力院完成了該燃料元件堆內(nèi)輻照考驗(yàn)試驗(yàn)。（自己測(cè)試自己的口糧）
 
其實(shí)就是極大的減少了高通堆的燃料成本（這是對(duì)內(nèi)實(shí)惠），順帶減少了核擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)（這是對(duì)外口徑）
 
TIP1：49-3堆建成后，核動(dòng)力院1992年又自行設(shè)計(jì)建造了我國(guó)第一座乏燃料反應(yīng)堆——岷江試驗(yàn)堆。岷江堆是一個(gè)游泳池型試驗(yàn)研究堆，具有功率低、安全系數(shù)高等特點(diǎn)。同時(shí)，岷江堆實(shí)現(xiàn)了乏燃料的再利用，與49-3堆形成了良好互補(bǔ)。
 
TIP2：49-3堆有四十年的安全運(yùn)行記錄。
 
4 華龍一號(hào)的幕后英雄
49-3堆被主要用于反應(yīng)堆燃料元件及結(jié)構(gòu)材料輻照試驗(yàn)、放射性同位素生產(chǎn)和中子輻照加工等領(lǐng)域，是我國(guó)核動(dòng)力與核技術(shù)發(fā)展的大型關(guān)鍵設(shè)備。
 
在核燃料方面，實(shí)現(xiàn)了第二、三、四代反應(yīng)堆燃料元件輻照考驗(yàn)要求。
 
在同位素方面，在兩堆上研究開發(fā)的同位素產(chǎn)品已有十余個(gè)，部分產(chǎn)品已具備規(guī)模化生產(chǎn)能力。這些同位素產(chǎn)品中很多具有廣闊的市場(chǎng)前景（很賺錢...）。
 
在材料方面，可以開展核級(jí)設(shè)備鑒定、硅單晶中子輻照摻雜、熱縮材料γ輻照等工作。在硅單晶中子輻照領(lǐng)域，兩堆已形成年輻照量達(dá)幾十噸的生產(chǎn)能力，可以廣泛應(yīng)用于制造半導(dǎo)體器件、太陽能電池、高性能電子產(chǎn)品等。在輻照效應(yīng)分析領(lǐng)域，完成了數(shù)十種結(jié)構(gòu)材料的輻照分析，包括百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站反應(yīng)堆壓力容器國(guó)產(chǎn)化材料、反應(yīng)堆支撐裙材料、堆內(nèi)構(gòu)件材料、燃料包殼材料及其他一系列重要堆用材料的性能輻照試驗(yàn)。

 
就這么說吧，“華龍一號(hào)”實(shí)現(xiàn) “自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主制造”，大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提供者就是它。
 
所以這位中國(guó)核動(dòng)力事業(yè)的幕后英雄，今天被批準(zhǔn)延遲退休了，是個(gè)值得分享的好消息。
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