我是科學家：從核潛艇到華龍一號，“其他大國有的，我們也要有”

【文/中國科學技術館副研究員 趙洋，來源/科普中國“我是科學家”】

為了去成都參加“科幻作家走進新國企”活動，我乘坐國外某型號中型客機從首都機場出發，飛行兩個多小時後，降落在雙流機場。它沒法飛得更遠——因為油箱容積有限。這也是各國空軍都想掌握空中加油技術的原因。要是飛機採用核能作為動力來源，其航程可以認為是無限的。

其實，早在上世紀四十年代，就有專業人士設想過超長航時核動力飛行平台。人員、物資、設備都可通過“空-地往返航空器”與核動力飛行平台對接的方式進行運輸。

“搖籃”之旅

成都291信箱——曾有來探親的人因為這個名稱在成都轉了好幾天卻找不到工作在這裏的親屬

真正參觀與核動力有關的事物，是在抵達西南地區的第二天。我們來到了位於大山深處的**“909基地”**。曾經，連這三個數字都是不能提的秘密，只能以讓人摸不着頭腦的“成都291信箱”指代。20世紀中葉，該基地的創業者從祖國四面八方聚集到這個山溝裏，開始了中國第一座壓水型核動力反應堆的研製。

這種壓水型核動力反應堆後來裝備在我國第一代核動力潛艇上。

由於該基地在我國高科技領域和先進能源開發工業體系中佔有重要的地位，現在被譽為“中國核動力工程的搖籃”。大國間和平的戰略基石——核潛艇——的心臟，艇用核反應堆，就是在這裏研發成功的。

在我們耳熟能詳的“兩彈一星”精神的六句話中，“艱苦奮鬥”是緊接着“自力更生”出現的。但在這個物質富足的年代，又有多少人能確切體會“自力更生、艱苦奮鬥”這八個字的確切含義呢？

“乾打壘”的二層小樓

參與核潛艇工程的專家合影

極其簡陋的指揮部

充滿年代感的紅磚宿舍樓

在909基地的原址，我們看到了“乾打壘”的平房，甚至是用乾打壘的辦法建起的二層小樓。還有那些充滿年代感的紅磚宿舍樓，一直用到上世紀九十年代。我們看到了極其簡陋的指揮部。

連接這些建築物的道路，有的是羊腸小路，有的是崎嶇的陡坡路

彭士祿院士曾經工作的地方

這裏農業時代的環境氛圍，竟然孕育着核時代的澎湃動力，讓人感慨，沒有一定的精神信念支撐，真是沒法做出這樣跨時代的事業。

“核潛艇，一萬年也要搞出來！”

這裏到處都鐫刻着偉人的一句話**：“核潛艇，一萬年也要搞出來！”**

以核工業為代表的國防高科技工業之所以往往分佈在山區，是與60年代國際形勢的變化有關的。那時中國同時面臨美蘇兩大超級大國的核訛詐，為了保護尚不茁壯的國防科技工業，當時中央決定搞三線建設，把這些高技術國防企業、院所，分散進山進洞。

曾經的住宅樓

以今天的眼光看來，909就算是條件非常艱苦的了。哪知同行的一位老職工告訴我，還有更加艱苦的“三線”單位——他在80年代初曾到更偏遠山區的一個核工業基地出差。那裏左右兩邊望去都是高不見頂的大山，房屋就分散在兩側山溝和山洞裏。

他説，雖然自己是“核二代”，由於父輩的言傳身教，對核工業有天生的認同感，但是捫心自問，面對那樣艱苦的條件，恐怕也很難堅持下來。就是靠着核工業人這樣一代又一代的奮鬥與堅持，中國的核動力源技術與工程應用不斷取得一個又一個的突破，不斷為國防建設和經濟發展注入新的澎湃動力。

畫在材料實驗室地板上的羽毛球場地，這裏曾是幾十年間基地唯一的室內羽毛球場地。這是核動力人為數不多的工餘休閒場所

好消息是，這個曾經嚴格保密，只有郵箱代號的基地。將改造為工業遺產保護與深度旅遊相結合的場所，對外開放。對那段塵封歷史感興趣的國人都可以來一窺究竟，追思過往、緬懷先賢。

已經退役的材料實驗設備

“中華之龍”

龍是中華民族的圖騰，象徵着這個古老民族藴含的磅礴偉力。在活動的第三天，我們來到了909基地的最新場址。在這裏，我們可以看到中國核動力研究的最新進展之一 ——“華龍一號”的相關研究設備。

説起“華龍一號”首先要回顧909基地最近40年的發展歷程，改革開放初期，該基地開展了多種新型核反應堆的研究，瞄準了曾經被美國獨家壟斷的脈衝核反應堆技術，並在20世紀80年代末成功建成了中國首座脈衝型核反應堆，打破了美國的技術壟斷，成為世界上第二個掌握該技術的國家。

進入21世紀，中國核動力技術發展迎來了黃金期，通過優化第2代核電技術，形成了具有中國特色的二代改進型核電技術品牌。從2007年開始，909基地作為主要研發單位參與了具有中國自主知識產權的第3代核電技術“華龍一號”的研發工作，並實現了對外出口。現在“華龍一號”已經像高速鐵路一樣成為我國的“國家名片”。這也為我國第4代核電技術的研發奠定了堅實的基礎。

三代核電非能動餘熱排出實驗裝置

在國內，使用“華龍一號”的福清核電5號機組預計2020年併網發電，6號機組預計2021年併網發電。在國外，“華龍一號”的首個海外工程是巴基斯坦卡拉奇核電工程，其2號、3號機組正處於安裝高峯。“華龍一號”是全國全球唯一按照進度計劃建設的第3代壓水堆核電項目。

“華龍一號”最大特點是安全性高。它在研發之初就深刻汲取日本福島核事故教訓，充分借鑑國際三代核電“非能動”安全理念，滿足國際最先進的相關法規標準。其次是先進性與成熟性並重，有很好的經濟性。而且，“華龍一號”還充分結合了“能動”和“非能動”二者的優勢，是當前核電市場上接受度高的三代機型之一。

為了向我們解釋抽象的能動與非能動，科研人員專門帶我們參觀了進行“華龍一號”非能動冷卻裝置實驗的地方。所謂“能動冷卻”，就是人為利用水泵等設備，將冷卻劑壓入反應堆四周，使核反應堆在非正常工作狀態下產生的熱量及時逸散掉，保證反應堆的安全。這種裝置的缺點顯而易見——萬一水泵或者電源壞了，反應堆產生的多餘熱量無法及時逸散，就有堆心熔化的危險。日本福島核事故就是海嘯造成的海水湧入柴油發電機房，“能動冷卻裝置”失去電力無法啓動，導致核反應堆堆心熔化的。

而“非能動冷卻裝置”的原理相當於隔着水蒸雞蛋膏。家裏蒸雞蛋膏時，往往在蒸鍋裏放上一點水，在水裏再放上盛雞蛋的碗。“鍋中水”的作用是保護裝雞蛋的碗不被高温鍋底直接燒裂。在“華龍一號”非能動冷卻裝置中，核反應堆壓力容器相當於裝雞蛋的碗；核燃料相當於雞蛋；冷卻劑就是鍋中水；容納冷卻劑的容器相當於蒸鍋本身，包裹着核反應堆壓力容器。

科研人員用安全帽和拳頭來模擬隔着水蒸雞蛋膏的樣子。由於涉及商業秘密，該裝置的真實模樣請自行想象

除此之外，我們還參觀了現代化的反應堆材料性能實驗室。測試各種極端條件下材料的性能，比如説強度韌性的實驗裝置與工科高校的材料力學實驗室，那個設備大同小異，只不過規模不同。我猜，在這裏檢測成功併成功裝備的新型材料，可能就出現在4月23日人民海軍成立70週年閲艦式上。

在向專家提問的環節，我想起來成都時感慨客機航程有限的事，便問道：早在1946年，時任加州理工學院教授的錢學森先生在為美國國防部撰寫的《邁向新高度》戰略規劃報告中（第七卷，第五部分：核動力飛機推進系統的可行性分析），分析了將核動力運用於航空器上的可行性與前景。目前，國內在這方面有什麼進展？

錢學森《邁向新高度》

專家的回答在謹慎中透出自信：其他大國有的，我們也要有。

至於為什麼這種具有自主知識產權的核電技術被冠以“華龍一號”的名字，專家解釋，“華龍”就是“中國的龍”，主要是體現出中國龍的精神。而中國龍的概念又可以上溯到中核集團2011年推出的“龍騰計劃”，就是要通過自主創新實現我國核工業的技術、裝備和整個能力的提升，佔據整個核能領域發展前沿，到2020年使我們國家的核能創新水平達到或者超越世界水平。

建設中的華龍一號核電站，供圖：中國核動力研究設計院

此行看到了“中國太陽”、“龍”的“搖籃”，可謂收穫頗豐。但返回北京的旅程卻出現了一點小插曲：晚上北京的天氣原因不具備降落條件。我乘坐的川航某次航班在午夜備降到呼和浩特機場。

對於旅程被延誤，我發了一個朋友圈。這下引來許多見多識廣的朋友留言分享他們的難忘飛行經歷：有復飛兩次才降落的，嚇得夠嗆；也有經歷藝高人膽大的刺激降落的。

看着這些留言，我想到，如果錢老在70多年前提出的核動力飛機的設想能夠成為現實，那麼至少飛機備降可以在天上完成——飛到這些永久巡航的核動力空中加油機旁進行加油，也不必在天氣不好的時候飛到遠方機場備降了。

一位航空科普老前輩的留言很暖心，他是這樣寫的：“川航，英雄機組所在。備降情有可原。休息一夜，明天是好天。”

借他吉言，第二天北京果然是個大晴天。回顧這個小插曲，可以總結出：藝高人膽大，是建立在對自己操控水平和技術裝備高度信心的基礎上的。

看來在一切技術體系中，最大的能動性因素還是人。航空界是這樣，核動力界亦然。通過此次核能探秘之旅我們可以發現，中國核動力人就像川航的英雄機組一樣，駕馭複雜的技術，遊刃有餘，讓人放心。