2010年7月21日，中国实验快堆主控室，领导和工作人员正紧张地等待临界时刻到来。

　　3月10日，北京国家会议中心，“十一五”国家重大科技成就展，一批引领、支撑我国经济社会发展的自主创新成果在这里汇集、展示。

　　人山人海中，一座看起来并不起眼、有着多层复杂结构的模型吸引了不少人驻足。这座模型内布满了各种晶体管，管内置放了五颜六色的小灯泡，指示着回路流动的方向。原来这就是代表着未来清洁能源发展方向的最新一代核电技术——中国实验快堆的模型，而裂变链式反应就是发生在这个不大的堆芯中。

　　与实验快堆模型同样吸引人眼球的，还有旁边一位满头银霜的老者。对于人们的提问，他总是不厌其烦地讲解，且乐在其中。他就是中核集团公司快堆首席专家、快堆总工程师徐銤。

　　对于快堆，徐銤是有感情的。在过去的近74个春秋里，他有近45个春秋是和快堆一起度过的，快堆俨然成了他生命中的一部分。

　　对于中国快堆未来的发展，徐銤充满了信心：“发展快堆，不仅对于实现我国核能可持续大规模发展具有重大的战略意义，而且对于我国步入先进能源技术领域也具有十分重要的意义。”

　　第一章 向临界出发

　　“首先发展增殖堆的国家，将得到原子能方面竞争的利益。”这句著名物理学家费米曾说过的话深深地刻在了徐銤的脑海里。为了站在核电的世界之巅，几代快堆人前仆后继、顽强拼搏，用近半个世纪的追求，谱写了一曲荡气回肠的奋进之歌。

　　快堆零功率装置实现临界

　　1955年，世界和平利用原子能国际会议召开。就是在这次会议上，一种新的核电技术——快堆技术被世界各国所认识。在此之前，美国1946年建造的实验堆Clementin和1951年建成的第一座发电的实验快堆成了世界快堆工程技术发展的起点。

　　快堆能够把核裂变燃料增殖出来，这意味着有限的铀资源可以得到充分的利用。对此，徐銤产生了极大的兴趣，他开始对快堆投入极大的热情，只要有空便会跑去图书馆查阅快堆资料，越看越有兴趣——在快堆中的燃料能越烧越多，快堆能充分利用铀资源，更贫的铀矿也值得开采，这样技术经济可将采铀资源扩大千倍；快堆可以嬗变长寿命放射性核素，有利于核废物的处理……

　　那个时候，快堆技术也引起了我国领导人和科研人员的重视。徐銤所在的原子能所（中国原子能科学研究院前身）向二机部提出了“中国也要发展快堆技术”的建议，很快得到批复。1965年，我国开始快堆基础科研，原子能所被批准承担预研快堆的任务。周恩来总理亲自特批铀燃料用于快堆零功率装置建设。

　　这也意味着，徐銤正式进入了快堆的科研队伍，与中国快堆开始了第一次亲密接触。

　　徐銤回忆，那个时候，参与快堆研究的工作人员不足50人，条件十分艰苦。由于缺少必要的研究手段，我国起步之初与国外的发展差距非常大。

　　直到4年后的一个晚上，中国第一座快中子零功率装置首次达到临界。

　　“1970年6月29日夜里11点，恰好轮到我当值班组长的这个班组值班，我们小心翼翼地一点点往装置里添加燃料，做临界实验。实验室里的人都目不转睛地盯着操纵台上的功率表，当功率不断慢慢增长时，快堆零功率装置实现临界的那一刻，大家情不自禁起立、鼓掌、庆祝。”徐銤说。虽然规模很小，并没有引起很大的轰动，但在当时33岁的徐銤心中，已是热血沸腾。

　　863改变了他的一生

　　遗憾的是，就在中国快堆研究即将进入一个新阶段的时候，文化大革命爆发了。1971年，出于保密和安全考虑，当时与快堆研究课题有关的１００多名科研人员，搬迁到四川，徐銤也在其中。

　　当时，国家经济困难，没有足够的科研经费，加上发展方向和技术路线都不明确，快堆的发展陷入了困境，在四川的山沟沟里，人们几乎看不到任何希望和前途，许多人选择了放弃。

　　但徐銤和一批同志坚持了下来，他们对快堆充满着希望和信念。为坚守着这个希望，他们在四川一呆就是16年。

　　１９８６年，徐銤迎来了属于快堆的春天。

　　１９８６年４月的一天，徐銤在四川接到二机部科技局局长王传英的电话，通知他来北京开会。到北京后，他才知道，那次的会议将决定８６３计划１００亿元的资金投向哪些具体的项目。

　　就在一个月前，邓小平同志对王大珩、王淦昌、杨家墀、陈芳允四位科学家关于我国应跟踪世界高技术前沿的建议信函做出重要批示，从而催生了863高技术研究发展计划。当时，专家们对快中子增殖堆这样一种能大幅度提高核燃料利用率、安全性好的堆型发展非常重视，快堆被列入863计划能源领域反应堆主题项目，快堆迎来了期盼已久的一个高峰。

　　1992年3月14日，国务院批准863计划能源技术领域的研究发展目标，建成一座热功率65兆瓦的中国实验快堆。4年后，徐銤担任中国实验快堆总工程师。

　　以我为主，国际合作

　　当时国家863计划有一个宗旨：尽量采用国外成熟的先进技术、不搞重复性研究、减少研制费用、缩短研究周期。

　　那个时候的中国快堆研究，基础和经验都十分不足，加上设计起点高，这就要求快堆技术研究人员必须充分利用国外经验，走引进、消化、再创新的道路。

　　从1992年开始，中俄双方在中国实验快堆设计建造中进行了全面合作，内容包括概念设计咨询、合作进行技术设计、设计验证实验、设计技术咨询、燃料组件和部分安全设备制造、人员培训等。

　　在中俄的合作中，由于经费有限，俄方只提供部分主要系统的技术设计，中方需要自己进行初步设计和施工设计，这对快堆年轻的主工艺设计队伍来说是一个严峻的考验。

　　然而，越是面对困难和挑战，人的潜能越是能得到无限激发。

　　最终，原子能院快堆设计队伍与核二院出色地完成了初步设计。紧接着，又与核二院并肩战斗继续开展施工图设计，共完成了总体设计、堆芯设计、结构设计、回路系统设计、仪控设计、安全设计、钠工艺设计、反应堆厂房结构设计等8个方面共170多个单项的设计工作，设计文件近5000册。

　　“中国的快堆技术实现了许多重大突破”，据快堆工程部总经理张东辉介绍，比如在世界上首次采用了完全设在一回路的非能动事故余热排出系统，通过自然循环带走热量，与世界已建快堆相比，是最安全的一座快堆。

　　还比如自主完成了反应堆换料控制系统设计，快堆的换料是在封闭系统中靠遥控自动完成的，经实验验证该设计是先进可靠的；采用了先进的数字化技术，自主完成了计算机监控和主控室设计，大大简化了主控室操作，给操纵员应急操纵带来了极大的方便；堆内的虹吸破坏装置，解决了反应堆顺利工作的问题，这也是世界上第一次采用这样的设计。

　　同样让张东辉自豪的，还有核级钠问题的解决。“快堆所需要的钠要高度提纯，平时工业钠不能满足需求。如果我们通过购买则成本太高，于是原子能院通过一步一步研究，最终在内蒙古建立了工业级的核级钠生产基地，大幅降低了核级钠的成本，为大规模推广技术打好了基础。”

　　“通过项目实施，我们获得了多项技术创新成果。目前已获得专利授权89项，取得各类成果125项。预计最终将获得专利150项，成果200多项。”张东辉说。

　　严格的反复论证

　　中国实验快堆，作为我国第一座快堆，从一开始就注定了它曲折艰辛的道路。

　　“快堆的历史一波三折，历尽坎坷，有各种各样的原因，比如最初国家国力不强，经济条件不足，同时对能源的需求也不一样，而最重要的因素就是这是一个自主创新的重大项目，每一次自主创新，道路从来都是不平坦的，这条不平坦的道路如果不是亲身经历很难体会其中的坎坷。”张东辉坦言。

　　他至今还清楚地记得“反复磨合”的那一幕。

　　按照节点计划，堆容器要在2006年4月进行压力试验。而就在3月底，问题又一次出现了。

　　据张东辉回忆，当时是中国第一重型机械集团（简称一重）承担着堆容器的制造任务。有人把堆容器及堆内构件、旋塞的难点风趣地概括为：个大、皮薄、馅多。个大是指体积庞大，高12米，直径8米，重1100多吨；皮薄是指堆容器壁厚仅为25毫米；馅多是指堆内构件繁多，900多种零部件，单堆内构件的重量就高达700多吨。而堆容器是核安全一级设备，技术要求高，结构复杂，制造和安装难度大，加上这在国内尚属首例，没有任何经验可以借鉴，困难显而易见。

　　就在堆容器完成主容器最后一道20多米的环焊缝进行检查时，X光片显示焊缝有异常，但没有人说得清这是为什么。人们的心情跌到了谷底，每个人顶着巨大的压力。

　　最后，一重和原子能院达成高度一致：返修！定位、打磨、补焊、照相，一圈下来，96个位置，一个位置两张片子，一张垂直，一张斜拍。所有部位编号，制定了不同的返修方案。

　　工夫不负有心人，2006年6月，第一次性能试验一次成功，证明了我国首次制造出的堆容器是高质量的，这让连续作战的人们露出了久违的笑容。

　　一年之后，堆容器第二次压力试验和气密性试验，2007年6月28日3点45分，试验一次成功！

　　当俄罗斯专家得知这一切时，不由自主地称赞说：“你们是好样的！”并向其政府推荐邀请一重参加俄罗斯BN800快堆电站的建设。

　　安全摆在第一位

　　据了解，在实验快堆的安全论证过程中，工作人员曾考虑到了许多细节问题。比如快堆采用的是液态钠作冷却剂，液态金属钠与水相遇会产生剧烈的化学反应；钠与空气接触就会燃烧；而钠中含氧量超过一定量会严重腐蚀系统内结构材料……

　　“如同搭积木与盖房子的关系。实验性的反应堆是小户小灶，容易一些，但要把它变成一个工程，难度就不只成倍增加那么简单了。”徐銤介绍，工程一开始，困难就接踵而来。

　　由于快堆堆芯功率密度高，钠液出口温度高达530摄氏度，技术比较复杂，为保证快堆运行的安全可靠，在与俄方谈判时，徐銤坚持采用了非能动余热导出系统的方案，确保在任何工况下反应堆内余热的导出。

　　2008年底，中国实验快堆进入了紧张的集中调试阶段，这是全面检验设计、设备制造和安装施工质量的关键环节。

　　徐銤介绍，调试阶段包括系统升温之前的冷态调试和升温后的热态调试。由于钠的熔点为97.8摄氏度，为保证钠在液态下使用，堆系统必须加热到250摄氏度，在250摄氏度高温下的热态调试是对系统和设备整体性能的全面检验。

　　“系统灌钠之后的热态调试，任务是最艰巨的，因为钠有其特有的‘脾气’，一旦没有按钠的特点行事，往往就会导致实验失败。”徐銤说。

　　据张东辉介绍，为了顺利完成调试任务，原子能院做了大量的准备工作。早在2001年，便开始进行调试和运行的准备工作，其中包括主控室运行人员的培训。不但建立了调试阶段的组织体系和质量保证体系，制定了调试阶段的质保大纲和相关程序，还建立了岗位责任制和日协调、周协调的例会制度，用最先进的管理软件制定调试进度计划并进行动态管理与协调，等等。

　　2008年12月，在完成约152项单系统调试试验之后，综合冷态调试开始，目的是验证系统和设备的功能，获取初始运行数据，检验相关联系统的相容性，以及排除安全隐患等。

　　2009年4月，热态调试全面展开，依次进行了一系列调试工作，包括用气体对堆本体加热，将钠灌入一、二回路，启动一、二回路钠循泵并达到稳定运行，使一、二回路之间达到热平衡状态，在热态下进行换料系统调试，将启动中子源装入堆芯，对核测系统调试，在启动中子源下整定保护系统参数等333项试验。截至2009年8月，反应堆装料前的调试任务全部圆满完成，并在9月取得了国家核安全局颁发的首次装料许可证。

　　“快堆的安全性、可靠性和经济可接受性，已得到国外丰富的快堆实践和应用经验的证实。”徐銤说，半个世纪以来，世界上已有美、俄、英、法、日、德、印7国建成过21座快堆。作为第四代先进核能系统中最重要的堆型之一，在美国等国提出的先进核能系统中，6种堆型有3种是快堆。

　　徐銤还介绍说，安全是核电站的首要要求。中国实验快堆的设计首先强调了固有安全性，所有反应堆反馈都设计成负反馈，保证了在所有异常情况下反应堆能够自行稳定；同时设计了非能动事故余热排出系统；一回路采用池式设计，可以有效缓解事故后果。另外，实验快堆上还采用了大量双层容器、双层管、备用系统设计等安全措施。安全分析结果表明，即使在所能想象的最严重的事故情况下，厂外人员和环境也不受影响。

　　首次达到临界

　　2010年7月21日，中国实验快堆主控室。

　　空气仿佛被凝固了一般，整个世界只留下了一种声音：滴-滴-

　　等待临界时刻的过程是那么漫长，似乎要比人们预计的漫长很多。

　　最后的几十分钟，2号调节棒被提升至180毫米、220毫米、230毫米……人们的心被反复提起又放下。

　　不知不觉间，那个提示临界时刻即将到来的声音已经越来越急促，直至它几乎抖成一条直线，压迫得现场每个人的心脏几乎无法承受之时，物理启动组核实的最后一组数据终于交到值长的手中。

　　9点50分，源量程周期稳定在100秒达两分钟后，中国实验快堆正式宣布首次实现临界！

　　那一刻，原子能院原院长赵志祥的眼睛湿润了；那一刻，快堆总工程师徐銤和快堆专家、清华大学教授王洲两位年逾古稀的老人的手紧紧握在了一起；那一刻，很多人的眼泪都没能忍住。

　　中国实验快堆的首次临界无疑标志着中国四代核电生命的源起。中国由此成为继美、俄（苏）、法、英、日本、印度、德国等7个国家后第8个建成快堆的国家。

　　“作为我国第一个快中子反应堆，作为列入国家中长期科技发展规划（2006—2020年）的前沿技术，作为国家863高技术发展计划的重大项目，中国实验快堆的首次临界和基本建成，对我国‘压水堆—快堆—聚变堆’核能‘三步走’发展战略实施和核科技创新具有重要意义。”中国核工业集团公司党组书记、总经理孙勤表示。