王大中：矢志报国 坚韧不拔的核能科学家

张静 孟宪飞 齐炜炜 熊 威 王革华/文

王大中，1935 年出生于河北省昌黎县，国际著名的核能科学家、教育家，中国科学院院士。历任清华大学核能所研究室主任、所长，核研院院长、总工程师，以及清华大学校长等职务。60 余年来，王大中院士一直活跃在科研第一线，以提高核能的安全性为主要学术理念，不畏艰难，在攀登核能科技高峰的道路上持之以恒，带领团队一步一个脚印，在破解世界难题的道路上取得重要突破，走出了领先世界之路，实现了我国先进核能技术的跨越发展。

结缘核能

少年时代，王大中在天津南开中学受到系统严格的训练，明确了人生志向，选择了献身祖国科技事业的道路，考入清华大学机械工程系。进入大学后，一个偶然的机会，王大中看了介绍前苏联第一个原子能发电站——奥布灵斯克核电站的纪录片。尽管那座核电站功率只有5000 千瓦，但原子核裂变释出的巨大能量，以及在那厚厚的混凝土墙和自动开启的铸铁门后面的核反应堆，都给他留下了强烈的印象。为祖国核能事业奋斗终生的想法就这样在青年学子心中扎下根。

1955 年，为了发展我国的原子能事业，清华大学开始筹建工程物理系并从校内抽调了一批优秀学生，其中就包括了当时正在读大二的王大中。不过与大多数同学选择核物理不一样，王大中主动选择了反应堆专业。1958 年，经上级批准，清华大学决定建设一座2 兆瓦的屏蔽试验反应堆和原子能科学技术研究与人才培养基地，刚刚大学毕业的王大中便参与其中。

位于燕山脚下的屏蔽试验反应堆是我国第一座自主设计和建造的核反应堆，参与研究和建设的人员平均年龄只有23 岁半。

面临国外的技术封锁，我国迫切需要自力更生地发展自己的核力量，冲破垄断，振兴核能科学技术。参加屏蔽试验反应堆筹建的清华大学师生提出了响亮的誓言：“用我们的双手开创祖国原子能事业的春天！”然而当时的反应堆是保密很严的尖端技术，除了几个年轻教师在401 所（现中国原子能科学研究院）的生活区看过俄文图纸外，反应堆是个什么样子，谁也没见过。

20 世纪60 年代初，“200 号”基地年轻的建设者（左列自上而下第三为王大中）

但这支年轻的队伍在建队过程中敢想敢干，不断在实践中成长。作为主要参与成员之一的王大中负责完成屏蔽试验堆首次临界启动、零功率反应堆建造运行及实验工作、轻水堆中子物理实验、建设大型反应堆高压水热工实脸回路和开展水堆元件临界热负荷研究。从做反应堆模型，到建成零功率反应堆；从跑材料、搞加工，到参加土建与安装；从系统调试，到反应堆一次启动运行成功……他在理论上的探究和实践的磨砺中对反应堆有了更加全面深入的了解。经过六年的艰苦奋斗，清华大学屏蔽试验反应堆终于在1964 年9 月底建成。

“建队也是建人。”回忆起这段难忘的经历时，王大中感慨道：“只有将‘开拓创断’与‘科学求实’很好地结合起来，才能事业有成。六年建堆的奋斗史告诉我们，科学攻关的过程决不是一帆风顺，而是充满着困难、挫折和风险的，只有‘知难而进’、执着追求，才能到达成功的彼岸。当年平均年龄只有23 岁半的一批年轻人之所以能建成反应堆，靠的是团结的力量和集体的智慧，它使我认识到：现代大型高科技项目往往是多学科的集合，是科学与技术、工程与科学的综合体。只有参加这种项目的每一个人都充分发挥出自己的聪明才智，同时又把所有人的聪明才智充分地集中起来，形成群体的优势，才能在高科技领域做出对国家对人民有益的贡献。”

5 兆瓦低温供热堆

1989 年11 月3 日，清华大学核能技术研究所耸立起一座新落成的乳白色建筑物——清华大学5 兆瓦低温供热试验堆。室内，指示控制棒位的荧光屏闪闪发光，经过放大的中子计数器哒哒作响，人们在屏息静气地等待一个时刻的到来。

16 点53 分，主控制室各种仪表都显示出反应堆已到达首次临界，时任核能所所长的王大中激动地宣布：“5 兆瓦低温供热堆首次临界运行成功。”

从上个世纪60 年代后期起，核能真正进入民用阶段。到1978年，全世界运行的核电站已有200多座，但是由于1979 年美国三哩岛核电站发生事故，世界核电的发展进入低潮期。到80 年代中期，化石能源紧缺使核能的发展再次受到重视，继续探索更为安全的核能技术成为世界核能界的共同目标。

王大中和他的同事们对国内的能源储量、能源构成、能源需求以及国际核能科学技术发展的趋势做了深入的调查研究后，得出明确的结论：中国需要发展核能，中国能够发展核能。

在这个分析的基础上，王大中倡议并领导完成了利用屏蔽实脸反应堆实现核能供热的实验。1985年，国家决定在清华大学核能所建设一座 5 兆瓦低温核供热试验堆，把它列为国家“七五”重点科技攻关项目，探索核能多用途利用的科技之路。王大中挑起了主持领导这座反应堆设计和建设的重担。

王大中曾经说他的科研经历就是几个反应堆的拔地而起。实际上，他参与和主持建设的每一座反应堆都对我国核能技术的革新与发展产生了重要影响。近年来引起世界核能界高度关注的模块式高温气冷堆，是王大中领导建设的第二座核反应堆，它是国际第四代先进核能系统的待选堆型之一。

1981 年，王大中作为访问学者来到世界著名的核能研究基地——联邦德国于利希核研究中心，他选择的研究题目是“模块式中小型高温气冷堆的设计和研究”。在核能领域，这是一个难度很大、意义也很大的全新课题。当时，德国科学家提出了新一代模块式高温气冷堆的概念，这种反应堆具有良好的固有安全特性。

“尽管这个方向当时只是一个概念，但我觉得它对我们国家将来会有用途。因为我始终认为对核能的利用来说，安全就是生命线，所以必须将来要把安全始终放在第一位。”看中这一点的王大中开始深入思考，并毅然选择了这一研究方向。

1986 年，我国开始旨在跟踪世界高科技发展的863 计划，王大中被选为能源领域的首席科学家，那时国家科委将高温气冷堆列为我国未来发展的先进反应堆之一。然而就在这一年，前苏联发生了灾难性的核事故----切尔诺贝利核事故，世界核能的发展再次遭到沉重打击。但此时冷静理智的王大中并没有因此动摇研制先进反应堆的决心：“切尔诺贝利事故正好说明了我们需要有固有安全性的反应堆。因为这个事故是一个人为操作的错误，也是一个设计当中的错误，从根本上来说还是因为系统不够先进，无法保证永远不失误。”

在世界核能发展最低潮的时期，他仔细研究了国际核能的发展，做出了3 个重大战略性选择，对中国乃至世界高温气冷堆发展发挥了重要影响：一是模块式球床高温气冷堆堆型；二是从小规模实验堆到全尺寸工业示范电站的发展路线；三是在核心关键技术上坚持自主创新的原则。

燃料元件的研发从最初的技术攻关开始、到年产两万个的清华实验生产线、再到年产十万个的清华中试生产线，直到如今建成了年产30 万个燃料球的中核北方元件厂，历经数十年，终于实现了跨越式发展。

20 万千瓦级商业化示范电站

在10MW 高温堆基础上，王大中积极推进高温堆工业规模的转化，将科学研究成果转化成产业生产力。2006 年高温气冷堆核电站被列为国家16 个科技重大专项之一。其目标是建设20 万千瓦级商业化示范电站，为发展第四代核电技术奠定基础。这是他亲身经历的第四座反应堆。

在他的指导下，研究团队制定了两个反应堆模块带一台高参数蒸汽轮机的总体技术方案。清华大学作为技术牵头单位与华能集团、中核集团共同组织实施。工程完成了全部研发、工程验证、土建、设备制造和安装。2021 年8 月，高温气冷堆示范电站已获颁运行许可证。2021 年9 月12 日，高温气冷堆示范电站成功实现反应堆首次达到临界状态，机组正式开启带核功率运行。建在山东石岛湾这座高温气冷堆示范电站全方位实现自主创新，国产化率达90%以上，是世界首座工业规模的模块式高温气冷堆核电站。

在2014 年国际学术会议上，美国核学会前主席、麻省理工学院教授卡达克说，“中国毫无疑问是全球高温气冷堆的领跑者，而且在未来很长一段时间，中国将继续引领世界。”

回首来路，这是一条充满艰辛的创新之路。国际上类似团队的领军科学家曾感叹：先进核能项目能否成功不在于谁更聪明，而在于谁更能坚持。中国人最终走在世界前列，这归功于国家的持续支持、产学研合作的体制机制、科学家团队的坚韧不拔，其中一个关键就是长期的带头人王大中。

改革开放之初，德、美、日的高温气冷堆技术远远领先，我国基础薄、投入少。王大中带领团队近40 年艰难的探索，超越了德国、日本、美国，以及以美欧的下一代核电联盟。2012 年12 月率先启动了工业规模的示范电站建设。近几年美欧核电联盟一直想建设一个类似的工业示范工程，但何时能够落地开工尚无时间表，技术已经落在我国后面。

今年11 月11 日，石岛湾高温气冷堆核电站示范工程2 号反应堆首次临界，这是示范工程继今年完成双堆冷试、双堆热试、首次装料、1 号反应堆成功临界后取得的又一重大进展，标志着示范工程顺利完成双堆临界，为年内并网发电目标实现奠定坚实基础。第一次，中国在先进核能技术开发领域提前解决了“卡脖子”技术问题，第一次在一种工业规模的先进反应堆技术上我国领先了世界。