国家最高科学技术奖获得者实现反应堆固有

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国家最高科学技术奖获得者、实现反应堆固有安全的带头人王大中：知难而进，科技报国

王大中，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。年毕业于清华大学工程物理系，年获德国亚琛工业大学自然科学博士学位。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。曾任国家计划能源领域首届专家委员会首席科学家，国家中长期科技规划能源领域首席专家，国务院学位委员会委员，中国科学院技术科学学部主任，中国核学会副理事长，国家核安全专家委员会副主任。现任国家战略咨询与综合评审委员会委员，国家核安全专家委员会资深委员。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，领导清华大学核能研究团队走出了我国以固有安全为主要特征的先进核能技术的成功创新之路。他在先进核能技术的研发领域几十年耕耘，主持研究、设计、建造、运行成功世界上第一座5MW壳式一体化低温核供热堆；主持研发建成了目前世界第一座具有固有安全特征的模块式球床10MW高温气冷实验堆，并大力推动了以上两种先进反应堆技术的应用。

王大中院士曾获国家科技进步一等奖两次（均为第一完成人）、何梁何利科学与技术进步奖、国家级教学成果特等奖、全国“五一劳动奖章”称号等多项荣誉，年获国家最高科学技术奖。

自从年科学家发现了核裂变，人类就进入了开发利用核能的时代。核能作为能源安全及战略威慑力量的基础是当今世界高度敏感、高度垄断的战略领域，是大国实力的重要标志，也是优化能源结构实现可持续发展的重要保障之一。

受三哩岛、切尔诺贝利等事故的影响，“核安全问题”一直是核能和平利用的主要障碍。如何破解这一世纪性难题？年，美国科学家泰勒指出：要使公众接受核能，反应堆安全必须是“固有的”。这种思想雏形提出已经60多年，但可实用化的技术仍未能被各国科学家和工程师们攻破。

王大中不畏艰难，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。

图1：核能科学家王大中院士

结缘核能

上学的时候，王大中就很喜欢物理。他经常在小摊买一些电器开关、电线，自己在家里组装收音机、电动机。从小就爱琢磨、爱动手的他，甚至曾因自行车过于破旧每个周都要修，自己练出一套修自行车的手艺。

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。

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。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。

图2：年轻时的王大中（毕业照）

23岁半的传奇

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。

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。只有参加这种顶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。”

图3：20世纪60年代初，“号”基地年轻的建设者（左列自上而下第三为王大中）

5兆瓦低温供热堆

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。”

国际著名核能专家、联邦德国总理科尔的核能总顾问弗莱厄在贺电中称它是世界核能供热发展史上的一个重要里程碑。国际原子能机构评价认为：“该堆充分利用了非能动安全设计，具有非常高的安全裕度，达到了很高的安全性和可利用率。”

图4：王大中宣布5兆瓦低温核供热堆成功临界

5兆瓦低温核供热堆的成果先后两次被《科技日报》评为全国十大科技新闻，荣获国家教委科技进步特等奖和国家科技进步一等奖。

低温核供热堆是当时世界上刚刚出现的一种新型反应堆，它用核能代替烧煤实现城市集中供热供暖，是一种安全、经济、清洁的新型热源，具有良好的社会效益和经济效益。

从上个世纪60年代后期起，核能真正进入民用阶段。到年，全世界运行的核电站已有多座，但是由于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。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。

图5：王大中领导5兆瓦低温核供热堆建设

王大中曾经形象地说：“搞科学研究，就是要鼓励大家跳起来摘果子。”他在主持领导清华大学5兆瓦低温核供热堆设计、研究之时，经过慎重考虑，毅然决定采用“一体化自然循环壳式供热堆”这种很有前瞻性的总体技术方案，并选择了新型水力驱动控制棒、非能动余热载出等具体技术路线，带领着同事们向着具有固有安全特性的先进核能系统发起进攻。

这是一座不易攀登的高峰。在充分吸取美国三哩岛核事故的教训后，王大中和他的团队提出了一系列新颖的设计思想和有创见的解决方案，失败、改进、再失败、再出发……经过无数的探索，他们终于获得了成功。

图6:5兆瓦低温核供热堆外景

王大中领导科研人员在低温堆上取得了7项具有国际先进水平的技术。其中，他亲自参与研究成功的新型反应堆控制棒驱动系统，获得国家首批发明专利、国家发明二等奖和中国专利金奖，他本人获得了7项国家或部委级科技成果奖，取得了6项国家专利。

图7：王大中领导5兆瓦低温核供热堆建设

10兆瓦高温气冷堆

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

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