在北京郊区燕山脚下，有一座核城——中国原子能科学研究院。
这里是中国原子能科学的发源地，20世纪50年代末，中国第一座重水反应堆在这里建成。
今天，我国首座实验快堆矗立在核城西南角，标志着我国第四代核反应堆建设第一步顺利完成。
牵头建设这座实验快堆的总工程师是中国工程院院士、中核集团快堆首席专家、国家能源快堆工程研发（实验）中心学术委员会主任徐福。他告诉记者，我国是世界上第八个拥有第四代核反应堆——快堆技术的国家。我国快堆工程化发展的第二步——示范快堆，作为国家核能重大科技项目，于2017年12月29日在福建霞浦正式开工。
许宓院士在中国实验快堆主控室。本文图片均来自《文汇报》
快堆的意义何在？“最先发展增殖反应堆的国家，将在原子能工业中获得巨大的竞争优势；建成增殖反应堆的国家，实际上就永远解决了能源问题。”世界著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者费米的这句话影响了徐福的一生。
“目前，全球已投入商业运行的450台核电机组，绝大部分都是第二代核电机组。”许宓说，“进入新世纪，世界核能技术领先的国家，都在竞相发展第四代核电技术。快堆作为第四代核电机组，是我国发展可持续清洁能源的必然选择。”
中国实验快堆
【人物简介】
徐福1937年4月出生于江苏扬州，属牛，生日为农历二月二十六，又称“春耕牛”，徐福也为此而自豪，常常以“春耕牛”的名字自勉。
1961年，徐福从清华大学工程物理系毕业，进入二机部（中国原子能科学研究院前身）北京601研究所工作。1970年，他参与了我国快堆第一台零功率装置“东风六号”的启动实验。1971年，他奉命将家属从北京迁往四川夹江。1995年12月，他担任国家“863计划”中国实验快堆总工程师。2011年7月，实验快堆成功并网发电。同年，74岁的他当选为中国工程院院士。2017年，他荣获首届国家创新奖章。
许宓寄语：“中国的发展需要快堆。”
“我们为国家建快堆，是替天行道！”
徐福是中国快堆事业的开拓者和奠基者之一。
但对于大多数业外人士来说，快堆是一个完全陌生的概念。
中国实验快堆（CEFR）的全称是“钠冷快中子增殖反应堆”。在中国实验快堆一楼大厅，记者看到了快堆的模型。
“实验快堆主容器高12米，直径8米，中间堆芯装有81个六边形燃料组件，每个燃料组件内装有61根燃料棒，每根燃料棒还用金属丝包裹，保证导热钠液体可以流入。”中国原子能科学研究院总工程师、研究员张东辉介绍，“如果需要更换燃料棒，快堆还能实现密闭换料。”
中国实验快堆模型
快堆控制室正面墙上，中间有两块大屏幕，可以显示操作人员关心的系统信息。屏幕两侧的仪表显示着整个快堆200多个子系统的实时工作状态。大厅中央有两排控制台，分别由值班长和三名操作人员管理，可以控制反应堆、主要子系统和机电设备。
快堆与第二代、第三代核电站相比有哪些优势？
致力于快堆研发五十年的徐福院士告诉记者，快堆有两大特点：“第一，可以增殖可裂变核燃料。自然界的天然铀中，只有铀-235是可裂变核燃料，但其在铀矿中的丰度只有0.7%左右，而裂变性不强的铀-238却占天然铀的99.2%以上。在第二代、第三代压水堆中，铀-238不能发生裂变反应；在快堆中，核燃料是钚和铀-238。钚裂变释放出的快中子会被安装在反应区周围的铀-238吸收，铀被收集起来，转化为可裂变的钚。产生的钚比消耗的钚。裂变反应就这样循环往复，称为“链式反应”。快堆又称“快中子增殖反应堆”，它实际上消耗了99.2%以上的铀-238。在快堆闭式燃料循环系统的支持下，它使铀资源的利用率由压水堆的1%左右提高到60%以上。由于利用率的提高，即使是较贫瘠的铀矿也值得开采。这样就不用担心经济上可开采的铀资源有限，核电的长期应用就可以得到保障了。”
张东辉告诉记者，一座百万千瓦压水堆核电站在60年的寿命周期内，约需1万吨天然铀作为燃料。
根据世界能源组织此前公布的数据，目前地球上的石油、天然气、煤炭、铀矿的储量都可在100年内开采完毕，如果快堆能将铀资源的利用率提高60-70倍，这对国家的能源安全将是巨大的贡献，也能大大减少二氧化碳的排放。
“快堆的第二个特点是，快堆中的快中子可以利用压水堆乏燃料中高放射性、长寿命的次锕系核素如镎、镅等作为燃料进行裂变，释放热能发电，变废为宝。另外，压水堆乏燃料中的长寿命裂变产物如碘-129、铁氧体-99等，也可以在快堆中嬗变为一般的短寿命裂变产物或稳定同位素。因此安全的物理学家，快堆可以大大减少原本需要地质封存的高放射性废物的数量，降低地质变化条件下环境放射性污染的风险。”
这让记者恍然大悟，为什么徐院士经常跟学生说，我们发展快堆是“替天行道”。以往的压水堆核电站乏燃料中的钚和锕系核素（MA）要贮存300-400万年才能达到与天然铀一样的低放射性水平。而快堆一般的裂变产物只要300-400年就能达到与天然铀一样的低放射性水平，大大降低了贮存的风险和成本。而且，据专家初步估计，一座焚烧快堆可以嬗变5-10座同等功率的热堆产生的MA量（即支持率为5-10）。
“快堆是真正的清洁能源，以最低的环境成本帮助人类实现可持续发展。”徐福笑着说，“国家是天，人民是天，我们发展快堆，真的是为国家办好事啊！”
“在最困难的时候，我一直记得周总理特别批准的50公斤铀。”
扬州民间有句俗语：“少壮不努力，老大难不死”。
宛平城沦陷，卢沟桥事变爆发，徐福才三个月大，中华民族处在最危险的时刻。面对民族危难，他的父亲徐侃给自己的长子取名“福”。“后来我父亲告诉我，当时国家正处于战乱之中，钱粮匮乏，就给儿子取名‘福’，既有钱又有米，希望国家强大起来。”
许宓（右一）一家四口幸福美满
“铱”在化学元素表上排在第76位。徐侃在化学方面造诣深厚，抗战爆发前，他在上海水利学校当化学教员，四个孩子都以化学元素命名，小儿子叫“铱”，大女儿叫“白金”，小女儿叫“铀”。“我父亲有三柜化学试剂和烧杯，但日军进攻上海时，一颗炸弹把父亲的书籍和仪器全部炸毁了。”徐复说，“于是父亲带着家人逃到扬州，当了一名中学教师。后来日军又占领了扬州，父亲怕日本人逼迫他制造炸药，故意在大庭广众之下‘颤抖’，拿不住试管，就改行做了数学教师。”
但父亲对化学的兴趣还是在徐福心中种下了一颗种子。徐福三岁便开始向父亲学习，用烧杯将水和墨水倒在一起。他清楚地记得，在没有雪花膏的时候，父亲就从铃兰中萃取精华，让孩子们把干净的雪放进盆里，用水融化，然后制成雪花膏。
“我父亲是个不平凡的人”，徐福告诉记者。1955年高考时，清华大学希望他读工程物理，徐福认为这是“工程”，表示不感兴趣。但父亲告诉他：“工程物理是为国家研究核工程，中国要是没有核武器，就要受人欺负。”这句话点醒了徐福。
这一批清华本科生一共学习了6年。1961年，徐福进入601所。当时，601所汇集了吴有训、钱三强、王淦昌、彭焕武、朱光亚、王承书等一代领军人物。徐福不仅看到他们骑着自行车上下班，还听过他们许多教诲，深受感动。
钱三强院长的办公楼，现在是原子能研究院反应堆工程研究室所在地，老建筑的韵味依然犹存。
1965年，徐福第一次听说快堆这个国际前沿课题。3年后，他正式加入快堆研究队伍。“1964年，我国刚刚爆炸第一颗原子弹，高浓缩铀十分短缺，但周恩来总理仍然批准了50公斤浓缩铀，用于我国第一台快堆零功率装置‘东风六号’的启动实验。”徐福告诉记者，“1970年6月29日晚间11点左右，零功率装置达到临界。那天我正好值班，大家都很兴奋……”
虽然“零功率”不代表完全没有功率，只是功率不足100瓦而已，但这小小的一步，却让快中子反应堆在他的心脏里，继续像中子一样裂变、增殖，永远无法停止。
成功之路总是充满荆棘，对国家如此，对个人亦然。1971年，命令将快堆300名科研人员从北京房山全部调往四川夹江，一干就是16年。“这16年，是我科研生涯中最艰苦的16年。”徐福坦言。
当时正是文革时期，没有任何科研项目，老专家戴传曾悄悄告诉许宓：“快堆这件事你一定不能放过，要跟踪了解一下国外快堆是怎么发展的。”
这句话拨开云雾，让夹江山区难得见到阳光的徐福恍然大悟。夹江虽然没有食堂，但好在有图书馆，对于徐福来说，图书馆是科技信息的来源，是连接北京和世界的桥梁。山里木材很多，别人没事干，就去买木材做家具，他却拉着核燃料元件组的同事整天泡在图书馆里研究快堆的文献。在那里，徐福和同事们甚至进行了快堆的初步理论设计和工程设计，做了一个简易的快堆模型。
最让徐福伤心的，不是夹江艰苦的生活条件，而是一大批同事因为各种原因离开，原有的300多人，最后只剩下108人。20世纪80年代初，徐福本人也曾有很好机会竞争国际原子能机构的职位，但他没有动心。他对同事和家人说：“我们这么大的国家安全的物理学家，怎么可能没有快堆呢？当年我们国家科研经费紧张，高浓缩铀又紧缺的时候，周恩来总理特批了50公斤高浓缩铀给我们做实验。每当想起这段往事，心里总是很沉重，如果我拿不出像样的研究成果，我就不走。”
正是这种沉重的责任感支撑起了中国快堆。1986年春，徐福被召到北京，参与申报国家“863”高科技项目。徐福在介绍快堆方案时，从理论设计到工程设计，滔滔不绝，赢得了一致好评。结果，快堆被列入“863”国家科研计划，并最终启动。
1987年，徐福率领快堆团队成员从夹江正式返回北京。
“我们必须确保建造一座绝对安全的快堆”
虽然快堆建设被列入国家“863”计划，但并不意味着发展就一帆风顺。1997年，在实验快堆初步设计阶段，一则“法国超级凤凰快堆电站夭折”的新闻，引发一些人的质疑：“敢在首都北京建快堆？万一发生核事故怎么办？”
每当遇到质疑和挑战，徐福就上上下下、四处奔波，解答疑问、解决问题，做快堆的“科普”工作。
其实，徐福和同事之前就思考过这个问题。徐福说：“快堆的安全性一直是我们首先要解决的核心问题，早在我们在夹江的时候，我们就在研究快堆的安全性。如果出现意外情况，堆芯会不会烧穿？不同环境下放射性物质会不会泄漏出去？我们的结论是，快堆在安全性方面也是核能领域的‘尖子生’，而我们使用的钠冷快堆是最成熟的堆型。”
纵观世界各地核能发展中的事故，无非三种：反应堆无法停堆；堆芯热量无法有效从反应堆中排除；反应堆泄漏的放射性物质无法控制在电站内部，进入电站外的公共空间。
徐宓介绍说，“预防这类事故的发生，恰恰是快堆优于其他类型反应堆的地方：首先，钠冷快堆，我们将反应堆设计成负反馈堆芯，依靠自身温度参数变化，可以‘自动’降低反应堆功率。快堆控制棒组件中的棒束相比压水堆，下落行程更短，而由于快中子反应的原理，一旦一根棒束掉落，就能对整个反应堆造成停堆效应。我们的快堆设计了三套停堆系统，确保反应堆能够顺利停堆，其中一套是非能动停堆系统。”
许宓院士介绍实验快堆特点
他给记者绘制了实验快堆示意图并解释道：“我们的实验快堆采用‘钠-钠-水’三回路设计。位于核岛的第一回路为一体化水池结构，水池内装有两三百吨钠液。金属钠常温下是固态，但加热到98℃就会熔化变成液态。为什么我们不用水来导热，而用钠呢？因为水的导热系数只有0.577，而钠的导热系数为71.2，钠的导热系数是水的100多倍。因为钠的导热系数这么高，会把堆芯内的热量迅速导出，不仅能最大程度地把核岛的热功率转化为电功率，同时温度也能得到有效控制，不会因为散热不畅而烧坏堆芯。”
实验快堆堆芯下方为低温钠液，堆芯入口温度为360℃，堆芯上方出口温度为530℃，二回路蒸汽温度为480℃，远低于室温下钠的沸点881.4℃，因此一回路仅需微正压氩气，对反应堆容器十分安全。
实验快堆还采用了不依赖外部动力或人工操作的非能动废热移除系统，其热交换器与空气冷却器相连，完全依靠自然对流和自然空气循环移除废热，从根本上解决了废热移除问题。
许宓院士向比尔盖茨等嘉宾介绍中国快堆
徐院士介绍我国实验快堆建设现状
日本福岛核电站重大事故的原因是海啸摧毁了电源，导致无法启动水泵用水冷却核反应堆，最终导致堆芯熔化烧穿，引发高温蒸汽爆炸，并导致放射性物质外溢扩散。实验快堆的非能动余热排出系统无需电力和人为干预，可以从根本上避免类似事故的发生。
参与设计的俄罗斯专家原本是把这套非能动余热抽排系统设置在二回路管路上，但徐福本着“以国产为主体、国外合作”的原则，坚持把非能动余热抽排系统直接建设在主容器一回路内，一旦发生故障，无需逐一手动开启阀门，可以保证系统立即启动并响应。
双方专家在谈判桌上各执一词，互不让步。经过三轮谈判，俄方最终接受了徐福的设计。实验证明，这一创新不仅可行，而且使安全更加可靠。张东辉说：“徐院士的方案，使我国的快堆成为世界上第一个也是唯一一个采用这种方式排出事故余热的快堆。因此，与世界上已建成的快堆相比，它是最安全的快堆。”
在全体快堆工作者的努力下，2010年7月21日快堆首次达到临界；2011年7月21日并网发电，标志着我国成为世界上第八个拥有快堆技术的国家；2014年12月18日，快堆实现72小时满功率运行，反应堆热功率65万千瓦，电功率20万千瓦。
“我们的快堆是低压系统，即使在最严重的事故情况下，安全壳内的压力上升也很小，更容易把放射性物质控制在安全壳内，防止其扩散到厂外。”许宓说，“正常情况下，我们的快堆年最大放射性活度为0.05毫西弗，仅为国家标准0.25毫西弗的五分之一。”
徐福反复强调，实验快堆的建成，是全体设计、建设者共同努力的结果，该项研究项目共获得91项奖励，其中包括3项国家科技进步奖，并取得80多项专利。
医院全景（霍萨通 摄）
张东辉告诉记者，截至2018年底，我国共有44台商业运行核电机组，装机容量4460万千瓦，我国全年核发电量为6791.42亿千瓦时，仅占全国发电量的4.22%，远低于核电在全球总发电量中占10%的平均水平，由此可见贝语网校，我国发展核电空间巨大。
记者笔记
我从心底里喜欢这场春雨
许宓院士接受记者采访。（郑炜 摄）
中国原子能研究院中心花园内，矗立着前两任院长钱三强、王淦昌的雕像，初春的阳光洒在雕像和翠柏上。
60年来，两院60多位院士在这里做出了重要贡献，他们光芒四射、令人敬畏。
徐先生年逾八旬，满头银发，精神抖擞，面色红润，身姿挺拔，语言风趣幽默，略带江南腔调。聊得兴致勃勃时，他便哈哈大笑；谈到重要之处，便迅速在笔记本上查找关键数据，思路清晰。笔记本上的字迹优雅端庄，真实体现了人品。
与徐先生夫妇告别后，我看到了从四川夹江带回北京的那辆“永远”牌重型自行车，依然停在他家门外的墙边，车上的黄色“井方山”车牌格外醒目，掰着手指头数，徐先生已经骑着它风雨走过了46个春夏。
“徐先生上班时，按规定医院应该派车过来，但他却坚持骑自行车。这让我们很担心，因为从生活区到工作区的道路狭窄，车流密集，经常发生交通事故。”张东辉告诉记者。
徐宓在快堆为年轻研究人员授课
“他们都反对我骑自行车，”徐先生笑着说，“我80岁以后就不骑自行车了，出去买东西，就推着自行车。”
记者本想让徐先生拍一张他推着自行车的照片，哪想天却下起了雨。
春雨来了，这一夜，北京胡同里的柳树被雨水润泽，第二天清晨，枝头冒出了一排排嫩芽。
“春耕牛”，我从心底里喜欢这场春雨。
(原标题：许宓院士：中国发展需要快堆 我们要建世界最安全核电站！)
