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徐銤

        1937年4月出生于江蘇揚州。生肖屬牛，生日為農(nóng)歷2月26日，民間又稱為“春耕?！?。徐銤亦以此為自豪，常以“春耕?！弊悦阕詣睢?/p>

        1961年，徐銤從清華大學(xué)工程物理系畢業(yè)，進(jìn)入二機部北京601所（即中國原子能科學(xué)研究院的前身）。1995年12月，他擔(dān)任國家“863計劃”中國實驗快堆總工程師。2011年7月，實驗快堆成功并網(wǎng)發(fā)電。是年，已74歲的他當(dāng)選為中國工程院院士。2017年，榮獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎?wù)隆?/p>

        “我們?yōu)閲医ㄔO(shè)快堆，是‘替天行道’??！”

        徐銤是中國快堆事業(yè)的開拓者和奠基人之一。

        但對大多數(shù)業(yè)外人士來說，快堆，是個全然陌生的概念。

        中國實驗快堆(CEFR)的全稱是“鈉冷快中子增殖反應(yīng)堆”。在實驗快堆一樓大廳里，記者見到了一座快堆的模型。

        “實驗快堆的主容器高12米，直徑8米。中間的堆芯裝有81盒6角型的燃料組件，每盒組件中有61根燃料棒。每個燃料棒上還有繞絲，以保證導(dǎo)熱的鈉液可以流入?！敝袊幽芸茖W(xué)研究院總工程師、研究員張東輝介紹說，“如有燃料棒需要更換，快堆還可以實現(xiàn)封閉式換料?！?/p>

        快堆主控室正面墻上，中間是2個大屏幕，可顯示操縱員關(guān)注的系統(tǒng)信息。屏幕兩側(cè)的儀表設(shè)備，顯示著整個快堆200多個子系統(tǒng)的實時工作狀況。大廳中央有2排控制臺，由值班長和3名操縱員分頭負(fù)責(zé)，可對反應(yīng)堆、主要分系統(tǒng)和機電設(shè)備實施操控。

        快堆與第二代、第三代核電站相比，優(yōu)勢究竟何在？

        投身快堆研發(fā)50年的徐銤院士告訴記者，快堆有兩大特點：“一是它能增殖易裂變核燃料。自然界的天然鈾，只有鈾-235才是易裂變核燃料，但它在鈾礦中的豐度只有約0.7%，而不大能裂變的鈾-238卻在天然鈾中占到99.2%以上。在第二、第三代壓水堆中，鈾-238是無法發(fā)生裂變反應(yīng)的；而在快堆中，核燃料是钚和鈾-238，钚裂變釋放的快中子會被裝在反應(yīng)區(qū)周圍的鈾-238吸收，又變成能裂變的钚，且生成的钚比消耗掉的還要多，裂變反應(yīng)就此循環(huán)持續(xù)下去，稱之為‘鏈?zhǔn)椒磻?yīng)’，快堆也因此稱為‘快中子增殖反應(yīng)堆’。它真正消耗的是占到99.2%以上的鈾-238。在快堆的閉式燃料循環(huán)系統(tǒng)支持下，它把鈾資源的利用率從壓水堆的1%左右提高到60%以上。由于利用率的提高，更貧的鈾礦也值得開采。如此，就不怕經(jīng)濟可采鈾資源的有限性，能保證核電長期應(yīng)用?！?/p>

        僅此一點就不可小覷。張東輝告訴記者，一座百萬千瓦級的壓水堆核電站，在其60年壽命周期內(nèi)需要大約1萬噸天然鈾用作燃料。

        根據(jù)有關(guān)世界能源組織之前公布的數(shù)據(jù)，地球上無論是石油、天然氣、煤炭，還是鈾礦的現(xiàn)存儲量，可開采年份大多在100年以內(nèi)，而快堆如果能將鈾資源的利用率提高60-70倍，這對國家的能源安全是巨大的貢獻(xiàn)，還可大大減少二氧化碳的排放。

        “快堆的第二個特點是，快堆中的快中子可以把壓水堆用過的核燃料中的高放長壽命次錒系核素镎、镅等當(dāng)燃料裂變掉，放出熱能發(fā)電，變廢為寶。不僅如此，壓水堆用過后的燃料中長壽命裂變產(chǎn)物如碘-129和礙-99等還可以在快堆中嬗變掉，變成一般的短壽命裂變產(chǎn)物，或變成穩(wěn)定同位素。所以快堆可使原來需要作地質(zhì)貯存的高放廢物量大大減少，降低地質(zhì)變動下環(huán)境受放射性污染的風(fēng)險?！?/p>

        這讓記者頓悟，為什么徐院士常對他的學(xué)生說，我們發(fā)展快堆是“替天行道”。之前的壓水堆核電站乏燃料里的钚和錒系核素（MA）要存放300-400萬年，才能達(dá)到與天然鈾同等的低放射水平。而快堆的一般裂變產(chǎn)物，只要300-400年，就能與天然鈾的放射水平一樣低，極大地降低了其貯存的風(fēng)險和成本。而且，據(jù)專家初步估算，一座焚燒快堆可嬗變掉5-10座相同功率的熱堆產(chǎn)生的MA量（即支持比為5-10）。

        “快堆是真正的清潔能源，以最小的環(huán)境代價幫助人類實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展，”徐銤笑著說，“國家是天，人民是天，我們發(fā)展快堆，真是為國家‘替天行道’啊！”

         “最困難時，總想起周總理特批50公斤鈾”。

        揚州人有句老話：“從小看八十?！?/p>

        徐銤生下才3個月，宛平城破，盧溝橋事變爆發(fā)，中華民族到了最危險的關(guān)頭。國難當(dāng)頭，父親徐戡給他的頭生子起了個名字“銤”?！拔腋赣H后來對我說，當(dāng)時國家要抗戰(zhàn)，但既缺錢又缺糧，所以起了個‘銤’字，既有錢，也有米，就是希望國家能強大?！?/p>

        “銤”在化學(xué)元素表上排序76號。徐戡化學(xué)造詣頗深，抗戰(zhàn)爆發(fā)前，在上海水利學(xué)校當(dāng)化學(xué)老師。他4個子女的名字都以化學(xué)元素命名，小兒子取名“銥”，大女兒叫“鉑”，小女兒就叫“鈾”。  “我父親有3柜子的化學(xué)試劑和燒杯，但日本兵進(jìn)攻上海時，一顆炸彈把我父親的書和儀器都炸掉了?！毙煦澱f，“于是，父親攜家?guī)Э谔拥綋P州，當(dāng)中學(xué)老師。后來日軍又占領(lǐng)了揚州，父親怕日本人逼他去做炸藥，就在公開場合故意‘手抖’，拿不了試管，于是改當(dāng)了數(shù)學(xué)教師?！?br/>

        但父親對化學(xué)的愛好，還是在徐銤的心中播下了種子。他3歲起就學(xué)父親樣，用加了墨汁的水在燒杯里倒來倒去。他清楚地記得，當(dāng)時買不到雪花膏，父親就從玉簪花里萃取香精，讓孩子們把干凈的雪捧進(jìn)盆里化水，然后再做成雪花膏。

        “我父親是個了不起的人。”徐銤對記者說。1955年他高考時，清華大學(xué)希望他去讀工程物理系，徐銤以為這是“做工程的”，說沒興趣。還是父親告訴他：“工程物理是為國家研究核工程的。中國要是沒有核武器，就要被人家欺負(fù)?！边@一句話，點醒了徐銤。

        這一屆的清華本科讀了6年，1961年，徐銤走進(jìn)了601所。當(dāng)時601所匯聚了吳有訓(xùn)、錢三強、王淦昌、彭桓武、朱光亞、王承書等一代領(lǐng)軍人物，徐銤不僅親見他們騎著自行車上下班的身影，還聽過他們不少教誨，深受感染。

        1965年，徐銤第一次聽說了快堆這一國際前沿課題。3年后，他正式進(jìn)入快堆的科研隊伍?！?964年，我國剛爆炸了第一顆原子彈，高濃鈾十分緊缺，但周恩來總理還是特批了50公斤濃縮鈾用于我國第一個快堆零功率裝置‘東風(fēng)六號’的啟動實驗。”徐銤告訴記者說，“1970年6月29日夜里11點多，零功率裝置達(dá)到臨界。那天正好我值班，大家激動啊……”

        雖然“零功率”并不是絕對沒有功率，只是功率低于100瓦，但就是這小小一步，卻讓快堆就像中子一樣在他的心中不斷地裂變增殖，再也停不下來了。

        成功的路上總是遍布荊棘，國家和個人都是如此。1971年，一道調(diào)令，將快堆的300多名研究人員全部從京郊房山調(diào)往四川夾江，一去16年。“這16年，是我科研生涯中最艱難的日子。”徐銤坦誠道。

        當(dāng)時正值“文革動亂”，科研也沒有了項目。老專家戴傳曾悄悄叮囑徐銤說，“你千萬別把快堆的事情放掉，在那里要多多跟蹤了解國外的快堆是怎么發(fā)展起來的?！?br/>

        這一句話撥云見日，讓在夾江的山溝溝里難得見到太陽的徐銤心中豁然開朗。夾江雖然沒有食堂，所幸的還有個圖書館，這是科技信息的泉眼，為徐銤連接起了北京和世界。山里木頭多，別人無所事事買木頭打家具，他卻拉著核燃料元件組的同事整天鉆圖書館研究快堆的文獻(xiàn)。在那里，徐銤他們竟然還進(jìn)行了快堆最初的理論設(shè)計和工程設(shè)計，做了一個快堆的簡易模型。

        讓徐銤最痛心的，不是夾江生活條件的艱苦，而是一大批同事因各種原因離去。最初的300多人只剩下108人。80年代初，徐銤自己也曾有一個可以去競聘國際原子能機構(gòu)的職位的好機會，但他沒有動心。他對同事和家人說：“我們這么大一個國家怎么能沒有快堆呢？在我國科研經(jīng)費匱乏、高濃鈾十分緊缺的時候，周總理曾特批50公斤高濃鈾給我們做實驗。每當(dāng)想起這段往事，我總感到心里沉甸甸的。如果不取得像樣的研究成果，我是不會離開的?！?br/>

        正是這份沉甸甸的責(zé)任感，托起了中國的快堆。1986年的春天，徐銤奉召來到北京，參與國家“863”高技術(shù)項目的申報。當(dāng)徐銤代表快堆項目匯報時，他從理論設(shè)計到工程設(shè)計，厚積薄發(fā)地娓娓道來，贏得了一致公認(rèn)的好評，快堆因此列入了“863”國家科研計劃，終于上馬了。

        1987年，徐銤和他快堆組的成員正式從夾江班師回朝。

        “我們必須保證建設(shè)的是絕對安全的快堆”

        建設(shè)快堆雖然列入了國家“863”計劃，但并不意味著發(fā)展從此一馬平川。1997年，正當(dāng)實驗快堆進(jìn)入初步設(shè)計的時候，一則“法國超鳳凰快堆電站壽終正寢”的消息，引發(fā)了一些人的質(zhì)疑：“你們怎么敢在首都北京建快堆，萬一出了核事故怎么辦？”

        每當(dāng)遇到質(zhì)疑和詰難，徐銤就從上到下、八方奔走地去解疑釋難，做快堆的“科普”工作。

        其實，這個問題徐銤他們何嘗沒有想過。徐銤說：“快堆的安全性，一直是我們首要解決的核心問題。早在夾江的時候，我們就在研究快堆的安全性，如遇到意外情況，堆芯會不會燒穿？在不同的環(huán)境下，放射性會不會泄露出來？我們的結(jié)論是，快堆在安全性上也是核能領(lǐng)域的‘優(yōu)等生’，而且我們采用的鈉冷快堆，又是技術(shù)最成熟的堆型?！?br/>

        縱觀世界核能發(fā)展中的意外事故，無外乎三種類型：反應(yīng)堆不能停堆；堆芯的熱量無法有效地從堆內(nèi)導(dǎo)出；從反應(yīng)堆中泄露出的放射性物質(zhì)沒能包容在電站內(nèi)部，進(jìn)入了電站之外的公共空間。

        徐銤說，“對這幾種事故的預(yù)防，正是快堆比其他堆型更優(yōu)之處：首先，在鈉冷快堆中，我們將反應(yīng)堆設(shè)計為負(fù)反饋的堆芯，依靠自身的溫度參數(shù)變化能‘自動’降低反應(yīng)堆功率?？於芽刂瓢艚M件里所裝棒束落下行程比壓水堆要短，并且由于快中子反應(yīng)原理決定，一旦只要有1個棒束落下就能對全堆造成停堆效果。我們的快堆設(shè)計了3套停堆系統(tǒng)來保障反應(yīng)堆能夠成功停堆，其中有1套是非能動的停堆系統(tǒng)。”

        他邊給記者畫一張實驗快堆的結(jié)構(gòu)示意圖，邊指點講解：“我們的實驗快堆采用‘鈉-鈉-水’三回路設(shè)計。位于核島的一回路為一體化池式結(jié)構(gòu)，池子中裝滿了兩三百噸鈉液。金屬鈉在常溫下是固體的，但加溫到98℃就會融化，變成液體。為什么我們不用水來導(dǎo)熱，而用鈉來導(dǎo)熱？因為水的導(dǎo)熱率只有0.577，而鈉的導(dǎo)熱率是71.2，納的導(dǎo)熱率是水的100多倍。正因為納的導(dǎo)熱率如此之高，所以它會把堆芯中的熱量迅速導(dǎo)出，不僅可將核島的熱功率最大化地轉(zhuǎn)化為電功率，而且可同時有效地控制溫度，不會因堆芯無法散熱而燒壞?！?br/>

        實驗快堆堆芯下方是低溫鈉液，堆芯的入口溫度是360℃，堆芯上方的出口溫度是530℃。二回路的蒸汽溫度是480℃，這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈉在常溫下的沸點881.4℃。因此，一回路內(nèi)只需要保護氣體氬氣有微微正壓即可，這點微壓對堆容器是非常安全的。

        實驗快堆還采用了不依賴外部電源和人工操縱的非能動余熱導(dǎo)出系統(tǒng)，其熱交換器和空冷器連接，完全依靠自然對流和自然空氣循環(huán)導(dǎo)出余熱，從根本上解決了余熱排出難題。

        日本福島核電站大事故的原因，就是因為海嘯破壞了電力供應(yīng)，導(dǎo)致無法啟動水泵用水給核堆降溫，最終堆芯熔化燒穿，引發(fā)高溫蒸汽爆炸，令放射性物質(zhì)溢出擴散。而實驗快堆的非能動余熱導(dǎo)出系統(tǒng)因不需要電力和人工干預(yù)，可從根本上避免類似事故的發(fā)生。

        參與設(shè)計的俄羅斯專家原本將這非能動余熱導(dǎo)出系統(tǒng)設(shè)置在二回路的管道上。而徐銤根據(jù)“以我為主，中外合作”方針，堅持將非能動余熱導(dǎo)出系統(tǒng)直接建在主容器的一回路內(nèi)，一旦發(fā)生故障，不必再人工一個個打開閥門，可確保系統(tǒng)立即自主啟動響應(yīng)。

        僅此，雙方專家就在談判桌上各執(zhí)一詞，互不相讓。歷經(jīng)3次談判，俄方才接受了徐銤的設(shè)計方案。實驗證明，這一創(chuàng)新不僅可行，而且使安全性更為可靠。張東輝說，“徐院士的方案使我國快堆成為世界上第一個唯一采用此方式排出事故余熱的快堆。因此與世界上已建快堆相比，它是最安全的一座快堆?！?br/>

        在全體快堆人的努力下，2010年7月21日快堆首次臨界；2011年7月21日快堆并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國成為世界上第8個擁有快堆技術(shù)的國家；2014年12月18日，快堆實現(xiàn)了滿功率72小時運行。該堆熱功率為65萬千瓦，電功率20萬千瓦。

        “我們的快堆是一個低壓系統(tǒng)，即使在最嚴(yán)重的事故情況下，安全殼內(nèi)的壓力升高也很小，使得比較容易把放射性物質(zhì)包容在安全殼內(nèi)，不會擴散到廠區(qū)以外?！毙煦澱f，“在正常情況下，我們的快堆每年最大放射性為0.05毫西弗,僅為國標(biāo)0.25毫西弗的五分之一。”

        徐銤反復(fù)強調(diào)，實驗快堆的建成是全體設(shè)計者和建設(shè)者的功勞。該課題研究共獲獎91項，其中國家科技進(jìn)步獎3項，已獲專利80余項。

        張東輝告訴記者，截至到2018年年底，我國投入商業(yè)運行的核電機組共44臺，裝機容量44.6百萬千瓦，我國核電的年發(fā)電量為67914.20億度，僅占全國發(fā)電總量的4.22%，大大低于全球發(fā)電總量中核電占比10%的平均水平，這說明我國發(fā)展核電的空間巨大。

        從心底里喜歡這春雨

        在中國原子能科學(xué)研究院的中心花園里，矗立著錢三強和王淦昌這兩位老院長的塑像，早春的陽光灑在塑像和翠柏上。

        60多年來，共有60多位兩院院士在此建功立業(yè)。他們似群星閃耀，令人肅然起敬。

        耄耋之年的徐老，一頭銀發(fā)，精神矍鑠，面色紅潤，身板筆挺，語言幽默，略帶江南口音。聊得興起時，朗聲大笑；要緊之處，迅速地在筆記本上查出關(guān)鍵數(shù)據(jù)，思路清晰。那筆記本上的字體，清秀端莊，真的是字如其人。

        告辭徐老和他夫人，見那輛從四川夾江帶回北京的“永久”牌載重自行車，依然停在他家門外的墻邊。車身上一張黃色的牌照“京房山0078009”，格外醒目。掐指算來，徐老騎著它風(fēng)里來雨里去，已有46個春夏。

         “徐老來上班，按規(guī)定院里要派車的，但他堅持騎自行車。這讓我們很擔(dān)心，因為從生活區(qū)到工作區(qū)路窄車多，已發(fā)生過多起交通事故。”張東輝告訴記者。

         “他們都反對我騎自行車，”徐老笑著說，“我從80歲以后就不騎車了，要出門買東西我就推著自行車去?！?/p>

        記者本想請徐老拍一張推著自行車的照片，不料天上淅淅瀝瀝下起雨來。

        春雨來了。這一夜，北京胡同里的柳樹被這雨絲滋潤著。翌日一早，枝條上就萌出了一排排嫩芽。

        “春耕牛”，從心底里喜歡這春雨呢。