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徐銤

        1937年4月出生于江蘇揚(yáng)州。生肖屬牛，生日為農(nóng)歷2月26日，民間又稱(chēng)為“春耕?！薄Ｐ煦澮嘁源藶樽院?，常以“春耕?！弊悦阕詣?lì)。

        1961年，徐銤從清華大學(xué)工程物理系畢業(yè)，進(jìn)入二機(jī)部北京601所（即中國(guó)原子能科學(xué)研究院的前身）。1995年12月，他擔(dān)任國(guó)家“863計(jì)劃”中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆總工程師。2011年7月，實(shí)驗(yàn)快堆成功并網(wǎng)發(fā)電。是年，已74歲的他當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。2017年，榮獲首屆全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

        “我們?yōu)閲?guó)家建設(shè)快堆，是‘替天行道’?。　?br/>

        徐銤是中國(guó)快堆事業(yè)的開(kāi)拓者和奠基人之一。

        但對(duì)大多數(shù)業(yè)外人士來(lái)說(shuō)，快堆，是個(gè)全然陌生的概念。

        中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆(CEFR)的全稱(chēng)是“鈉冷快中子增殖反應(yīng)堆”。在實(shí)驗(yàn)快堆一樓大廳里，記者見(jiàn)到了一座快堆的模型。

        “實(shí)驗(yàn)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(gè)燃料棒上還有繞絲，以保證導(dǎo)熱的鈉液可以流入。”中國(guó)原子能科學(xué)研究院總工程師、研究員張東輝介紹說(shuō)，“如有燃料棒需要更換，快堆還可以實(shí)現(xiàn)封閉式換料?！?/p>

        快堆主控室正面墻上，中間是2個(gè)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(gè)快堆200多個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作狀況。大廳中央有2排控制臺(tái)，由值班長(zhǎng)和3名操縱員分頭負(fù)責(zé)，可對(duì)反應(yīng)堆、主要分系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備實(shí)施操控。

        快堆與第二代、第三代核電站相比，優(yōu)勢(shì)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(diǎn)：“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(wú)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(huì)被裝在反應(yīng)區(qū)周?chē)拟?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(chēng)之為‘鏈?zhǔn)椒磻?yīng)’，快堆也因此稱(chēng)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(kāi)采。如此，就不怕經(jīng)濟(jì)可采鈾資源的有限性，能保證核電長(zhǎng)期應(yīng)用?！?/p>

        僅此一點(diǎn)就不可小覷。張東輝告訴記者，一座百萬(wàn)千瓦級(jí)的壓水堆核電站，在其60年壽命周期內(nèi)需要大約1萬(wàn)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(wú)論是石油、天然氣、煤炭，還是鈾礦的現(xiàn)存儲(chǔ)量，可開(kāi)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(duì)國(guó)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(gè)特點(diǎn)是，快堆中的快中子可以把壓水堆用過(guò)的核燃料中的高放長(zhǎng)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(guò)后的燃料中長(zhǎng)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(lái)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(dòng)下環(huán)境受放射性污染的風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

        這讓記者頓悟，為什么徐院士常對(duì)他的學(xué)生說(shuō)，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(wàn)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(xiǎn)和成本。而且，據(jù)專(zhuān)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(jià)幫助人類(lèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展，”徐銤笑著說(shuō)，“國(guó)家是天，人民是天，我們發(fā)展快堆，真是為國(guó)家‘替天行道’??！”

         “最困難時(shí)，總想起周總理特批50公斤鈾”。

        揚(yáng)州人有句老話：“從小看八十。”

        徐銤生下才3個(gè)月，宛平城破，盧溝橋事變爆發(fā)，中華民族到了最危險(xiǎn)的關(guān)頭。國(guó)難當(dāng)頭，父親徐戡給他的頭生子起了個(gè)名字“銤”?！拔腋赣H后來(lái)對(duì)我說(shuō)，當(dāng)時(shí)國(guó)家要抗戰(zhàn)，但既缺錢(qián)又缺糧，所以起了個(gè)‘銤’字，既有錢(qián)，也有米，就是希望國(guó)家能強(qiáng)大?！?/p>

        “銤”在化學(xué)元素表上排序76號(hào)。徐戡化學(xué)造詣?lì)H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(gè)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(shí)，一顆炸彈把我父親的書(shū)和儀器都炸掉了。”徐銤說(shuō)，“于是，父親攜家?guī)Э谔拥綋P(yáng)州，當(dāng)中學(xué)老師。后來(lái)日軍又占領(lǐng)了揚(yáng)州，父親怕日本人逼他去做炸藥，就在公開(kāi)場(chǎng)合故意‘手抖’，拿不了試管，于是改當(dāng)了數(shù)學(xué)教師。”

        但父親對(duì)化學(xué)的愛(ài)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(lái)倒去。他清楚地記得，當(dāng)時(shí)買(mǎi)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(gè)了不起的人?！毙煦潓?duì)記者說(shuō)。1955年他高考時(shí)，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(shuō)沒(méi)興趣。還是父親告訴他：“工程物理是為國(guó)家研究核工程的。中國(guó)要是沒(méi)有核武器，就要被人家欺負(fù)。”這一句話，點(diǎn)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(shí)601所匯聚了吳有訓(xùn)、錢(qián)三強(qiáng)、王淦昌、彭桓武、朱光亞、王承書(shū)等一代領(lǐng)軍人物，徐銤不僅親見(jiàn)他們騎著自行車(chē)上下班的身影，還聽(tīng)過(guò)他們不少教誨，深受感染。

        1965年，徐銤第一次聽(tīng)說(shuō)了快堆這一國(guó)際前沿課題。3年后，他正式進(jìn)入快堆的科研隊(duì)伍。“1964年，我國(guó)剛爆炸了第一顆原子彈，高濃鈾十分緊缺，但周恩來(lái)總理還是特批了50公斤濃縮鈾用于我國(guó)第一個(gè)快堆零功率裝置‘東風(fēng)六號(hào)’的啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)?！毙煦澑嬖V記者說(shuō)，“1970年6月29日夜里11點(diǎn)多，零功率裝置達(dá)到臨界。那天正好我值班，大家激動(dòng)啊……”

        雖然“零功率”并不是絕對(duì)沒(méi)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?cè)鲋?，再也停不下?lái)了。

        成功的路上總是遍布荊棘，國(guó)家和個(gè)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?！毙煦澨拐\(chéng)道。

        當(dāng)時(shí)正值“文革動(dòng)亂”，科研也沒(méi)有了項(xiàng)目。老專(zhuān)家戴傳曾悄悄叮囑徐銤說(shuō)，“你千萬(wàn)別把快堆的事情放掉，在那里要多多跟蹤了解國(guó)外的快堆是怎么發(fā)展起來(lái)的?！?br/>

        這一句話撥云見(jiàn)日，讓在夾江的山溝溝里難得見(jiàn)到太陽(yáng)的徐銤心中豁然開(kāi)朗。夾江雖然沒(méi)有食堂，所幸的還有個(gè)圖書(shū)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(wú)所事事買(mǎi)木頭打家具，他卻拉著核燃料元件組的同事整天鉆圖書(shū)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(jì)和工程設(shè)計(jì)，做了一個(gè)快堆的簡(jiǎn)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(gè)可以去競(jìng)聘國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的職位的好機(jī)會(huì)，但他沒(méi)有動(dòng)心。他對(duì)同事和家人說(shuō)：“我們這么大一個(gè)國(guó)家怎么能沒(méi)有快堆呢？在我國(guó)科研經(jīng)費(fèi)匱乏、高濃鈾十分緊缺的時(shí)候，周總理曾特批50公斤高濃鈾給我們做實(shí)驗(yàn)。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(huì)離開(kāi)的?！?br/>

        正是這份沉甸甸的責(zé)任感，托起了中國(guó)的快堆。1986年的春天，徐銤奉召來(lái)到北京，參與國(guó)家“863”高技術(shù)項(xiàng)目的申報(bào)。當(dāng)徐銤代表快堆項(xiàng)目匯報(bào)時(shí)，他從理論設(shè)計(jì)到工程設(shè)計(jì)，厚積薄發(fā)地娓娓道來(lái)，贏得了一致公認(rèn)的好評(píng)，快堆因此列入了“863”國(guó)家科研計(jì)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(duì)安全的快堆”

        建設(shè)快堆雖然列入了國(guó)家“863”計(jì)劃，但并不意味著發(fā)展從此一馬平川。1997年，正當(dāng)實(shí)驗(yàn)快堆進(jìn)入初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，一則“法國(guó)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?cè)趺锤以谑锥急本┙於?，萬(wàn)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(shí)，這個(gè)問(wèn)題徐銤他們何嘗沒(méi)有想過(guò)。徐銤說(shuō)：“快堆的安全性，一直是我們首要解決的核心問(wèn)題。早在夾江的時(shí)候，我們就在研究快堆的安全性，如遇到意外情況，堆芯會(huì)不會(huì)燒穿？在不同的環(huán)境下，放射性會(huì)不會(huì)泄露出來(lái)？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(wú)外乎三種類(lèi)型：反應(yīng)堆不能停堆；堆芯的熱量無(wú)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(méi)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(shuō)，“對(duì)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(jì)為負(fù)反饋的堆芯，依靠自身的溫度參數(shù)變化能‘自動(dòng)’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(gè)棒束落下就能對(duì)全堆造成停堆效果。我們的快堆設(shè)計(jì)了3套停堆系統(tǒng)來(lái)保障反應(yīng)堆能夠成功停堆，其中有1套是非能動(dòng)的停堆系統(tǒng)。”

        他邊給記者畫(huà)一張實(shí)驗(yàn)快堆的結(jié)構(gòu)示意圖，邊指點(diǎn)講解：“我們的實(shí)驗(yàn)快堆采用‘鈉-鈉-水’三回路設(shè)計(jì)。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?lài)嶁c液。金屬鈉在常溫下是固體的，但加溫到98℃就會(huì)融化，變成液體。為什么我們不用水來(lái)導(dǎo)熱，而用鈉來(lái)導(dǎo)熱？因?yàn)樗膶?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?yàn)榧{的導(dǎo)熱率如此之高，所以它會(huì)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(shí)有效地控制溫度，不會(huì)因堆芯無(wú)法散熱而燒壞?！?br/>

        實(shí)驗(yàn)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(diǎn)881.4℃。因此，一回路內(nèi)只需要保護(hù)氣體氬氣有微微正壓即可，這點(diǎn)微壓對(duì)堆容器是非常安全的。

        實(shí)驗(yàn)快堆還采用了不依賴(lài)外部電源和人工操縱的非能動(dòng)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(duì)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?yàn)楹[破壞了電力供應(yīng)，導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)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(kuò)散。而實(shí)驗(yàn)快堆的非能動(dòng)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(lèi)似事故的發(fā)生。

        參與設(shè)計(jì)的俄羅斯專(zhuān)家原本將這非能動(dòng)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(jiān)持將非能動(dòng)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(gè)個(gè)打開(kāi)閥門(mén)，可確保系統(tǒng)立即自主啟動(dòng)響應(yīng)。

        僅此，雙方專(zhuān)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(jì)方案。實(shí)驗(yàn)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(shuō)，“徐院士的方案使我國(guó)快堆成為世界上第一個(gè)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(guó)成為世界上第8個(gè)擁有快堆技術(shù)的國(guó)家；2014年12月18日，快堆實(shí)現(xiàn)了滿功率72小時(shí)運(yùn)行。該堆熱功率為65萬(wàn)千瓦，電功率20萬(wàn)千瓦。

        “我們的快堆是一個(gè)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(huì)擴(kuò)散到廠區(qū)以外?！毙煦澱f(shuō)，“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(guó)標(biāo)0.25毫西弗的五分之一?！?/p>

        徐銤反復(fù)強(qiáng)調(diào)，實(shí)驗(yàn)快堆的建成是全體設(shè)計(jì)者和建設(shè)者的功勞。該課題研究共獲獎(jiǎng)91項(xiàng)，其中國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)，已獲專(zhuān)利80余項(xiàng)。

        張東輝告訴記者，截至到2018年年底，我國(guó)投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共44臺(tái)，裝機(jī)容量44.6百萬(wàn)千瓦，我國(guó)核電的年發(fā)電量為67914.20億度，僅占全國(guó)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(shuō)明我國(guó)發(fā)展核電的空間巨大。

        從心底里喜歡這春雨

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

        60多年來(lái)，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(rùn)，身板筆挺，語(yǔ)言幽默，略帶江南口音。聊得興起時(shí)，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(jiàn)那輛從四川夾江帶回北京的“永久”牌載重自行車(chē)，依然停在他家門(mén)外的墻邊。車(chē)身上一張黃色的牌照“京房山0078009”，格外醒目。掐指算來(lái)，徐老騎著它風(fēng)里來(lái)雨里去，已有46個(gè)春夏。

         “徐老來(lái)上班，按規(guī)定院里要派車(chē)的，但他堅(jiān)持騎自行車(chē)。這讓我們很擔(dān)心，因?yàn)閺纳顓^(qū)到工作區(qū)路窄車(chē)多，已發(fā)生過(guò)多起交通事故?！睆垨|輝告訴記者。

         “他們都反對(duì)我騎自行車(chē)，”徐老笑著說(shuō)，“我從80歲以后就不騎車(chē)了，要出門(mén)買(mǎi)東西我就推著自行車(chē)去。”

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

        春雨來(lái)了。這一夜，北京胡同里的柳樹(shù)被這雨絲滋潤(rùn)著。翌日一早，枝條上就萌出了一排排嫩芽。

        “春耕?！?，從心底里喜歡這春雨呢。