王大中 中國科學(xué)院院士,，國際著名核能科學(xué)家,、教育家,。歷任清華大學(xué)核能所研究室主任、所長,，核研院院長,、總工程師，清華大學(xué)校長等職務(wù),。他領(lǐng)導(dǎo)清華大學(xué)核能研究團隊以提高核能的安全性為主要學(xué)術(shù)理念,，走出了我國以固有安全為主要特征的先進核能技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的成功之路,。
他主持研究,、設(shè)計、建造,、運行成功世界上第一座5兆瓦殼式一體化低溫核供熱堆,；主持研發(fā)建成了世界第一座具有固有安全特征的模塊式10兆瓦高溫氣冷實驗堆，并積極推動以上兩種先進反應(yīng)堆技術(shù)的應(yīng)用。曾先后以第一完成人身份獲得國家科技進步獎一等獎兩次,、國家教委科技進步特等獎,、何梁何利科學(xué)與技術(shù)進步獎、國家級教學(xué)成果特等獎,、全國“五一勞動獎?wù)隆钡榷囗棙s譽,。
60年來，作為核能技術(shù)領(lǐng)軍人物,，王大中殫精竭慮,、嘔心瀝血，他參與設(shè)計建造的3個核反應(yīng)堆,，見證了我國核能事業(yè)從小到大,、從弱到強的奮斗之路。
1克鈾235徹底裂變能釋放相當于2.9噸標準煤的能量,，那一個能讓鈾235實現(xiàn)徹底裂變的核能專家,，釋放的“能量”又有多大？
11月3日,，獲得2020年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎的國際著名核能科學(xué)家,、實現(xiàn)我國反應(yīng)堆固有安全的帶頭人王大中院士給出了答案。
王大中曾說,，他幾十年的科研生涯主要就是建了3個核反應(yīng)堆,。
從上世紀60年代新中國首座自行設(shè)計與建造的屏蔽試驗反應(yīng)堆，到90年代一體化自然循環(huán)核供熱堆,，再到新世紀模塊式球床高溫氣冷堆,，這3個堆極大地推動了我國核能科技的發(fā)展。
它們記錄了王大中從初出茅廬的青年科研人員到核能技術(shù)領(lǐng)軍人物的成長軌跡,，更見證了我國核能事業(yè)從小到大,、從弱到強的奮斗之路。
給“球形堆之父”的驚喜
在近期廣受好評的國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展上,，全球首個第四代核電——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程備受關(guān)注,。
此前的9月12日，該示范工程1號反應(yīng)堆首次達到臨界狀態(tài),，機組正式開啟帶核功率運行,。
當天，86歲的王大中在他的學(xué)生,、清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院（以下簡稱清華核研院）院長張作義的陪同下見證了這一重要時刻,。
近兩年他已很少去外地出差，但這次,，他說,，他一定得去,。
“核電技術(shù)一定要實現(xiàn)反應(yīng)堆固有安全?！彼俅螐娬{(diào)了35年前就認定的方向,。
時間給出了當年那一重要決策最好的答案。
35年前,，切爾諾貝利核電站發(fā)生爆炸,，但他堅信，核電一定會成為非常重要的清潔能源,，而具有固有安全性的模塊式球床高溫氣冷堆將會成為未來核能發(fā)展的重要方向之一,。
王大中并非盲目自信，他堅持的底氣來自更早幾年關(guān)于核電安全的思考,、研究和謀劃,。
事實上，早在1979年,，美國三哩島壓水堆核電站發(fā)生堆芯熔化事件，就給全球敲響了核安全的警鐘,。王大中也是在此時意識到,，安全是核能發(fā)展的生命線，未來核電技術(shù)發(fā)展必須抓住這一主要矛盾,。
幸運的是,，時代和祖國給了王大中求解這個主要矛盾的機遇。
1980年,，中國開啟改革開放新時代,，一大批有為有志青年走出去，學(xué)習各領(lǐng)域先進知識,。優(yōu)秀的王大中在德國洪堡獎學(xué)金的資助下,，前往于利希研究中心反應(yīng)堆研究所進修，師從球床高溫氣冷堆創(chuàng)始人蘇爾登教授,。
當蘇爾登教授將4個研究課題擺在他面前時,，他選擇了“模塊式高溫氣冷堆的設(shè)計研究”。
彼時,，模塊式高溫堆還只是德國科學(xué)家剛剛提出的一個新概念,，其核心是要使反應(yīng)堆具有“固有安全性”，從根本上杜絕發(fā)生堆芯熔毀的可能,。
選擇一個新概念作為研究方向,，顯示了王大中的遠見卓識和魄力。
“他的這種戰(zhàn)略眼光有時候近乎神奇,?！睆堊髁x如此評價他的恩師,，“2000年后，模塊式高溫氣冷堆才被國際核能界公認為第四代先進核能技術(shù)的代表,，而老師在此前十幾年就認定了這個方向,。”
但要將概念變?yōu)楝F(xiàn)實,，卻是困難重重,。
王大中創(chuàng)造性提出“雙區(qū)球床堆”方案，在堆芯中央構(gòu)建一個石墨球區(qū),，以降低堆芯熱點溫度,，從而在保持模塊式高溫堆優(yōu)異安全性能的前提下，大幅提升單堆設(shè)計功率,。
當他將這一方案和驗算結(jié)果交給蘇爾登教授時,，這位“球形堆之父”驚喜地說：“過去認為單堆功率提高10%就很不容易了，現(xiàn)在你的設(shè)計方案可實現(xiàn)大幅度提高,，這是很了不起的,，這種環(huán)形堆應(yīng)該申請專利?！?/p>
僅用5個月的時間,，王大中就完成了環(huán)形堆的初步概念設(shè)計。他以此工作為基礎(chǔ)完成的博士論文,，以“全優(yōu)”成績通過論文答辯,，僅用一年多時間就獲得亞琛工業(yè)大學(xué)自然科學(xué)博士學(xué)位，被當?shù)貓蠹堅u價為“中國人創(chuàng)造的一個奇跡”,。
讓我國高溫氣冷堆領(lǐng)跑世界
在世界核能發(fā)展最低潮時期,，王大中跟蹤國際高溫堆發(fā)展前沿，做出了3個重大戰(zhàn)略性選擇：一是模塊式球床高溫氣冷堆堆型,；二是從小規(guī)模實驗堆到全尺寸工業(yè)示范電站的發(fā)展路線,；三是在核心關(guān)鍵技術(shù)上堅持自主創(chuàng)新的原則。這3個重大選擇對中國乃至世界高溫氣冷堆技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響,，明確了我國高溫氣冷堆之后30年的技術(shù)發(fā)展路線,。
在王大中等人的力推下，在國家863計劃的支持下,，清華核研院開始了10兆瓦模塊式球床高溫氣冷堆的研發(fā),。
球形核燃料元件、燃料球流動特性,、氦技術(shù)及氦設(shè)備……在陸續(xù)突破8項關(guān)鍵技術(shù)后,，1992年，國務(wù)院批準立項,，在清華核研院建一座10兆瓦高溫氣冷實驗堆,。
8年后,，高溫氣冷實驗堆建成臨界，又在兩年多后并網(wǎng)發(fā)電,。
這是世界上首座模塊式球床高溫氣冷堆,，它的建成標志著我國掌握了該堆型的關(guān)鍵核心技術(shù)，形成了擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)計技術(shù),，并取得了系列重要創(chuàng)新成果,。
王大中沒有就此止步。
他又一次站在國家戰(zhàn)略需求的角度,，按照“堅持核心關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新”的既定方針,，提出要實現(xiàn)實驗反應(yīng)堆向工業(yè)規(guī)模原型堆的跨越，實現(xiàn)我國先進核能技術(shù)的跨越發(fā)展,。
2006年“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”被列為國家16個科技重大專項之一,，高溫氣冷堆核電站是其中一個分項，其核心工程目標和標志性成果,，是在山東榮成建設(shè)一座電功率為200兆瓦的高溫氣冷堆核電站示范工程,，為發(fā)展第四代核電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
這是世界首座工業(yè)規(guī)模的模塊式高溫氣冷堆核電站,，工程規(guī)模相當于我國首座秦山30萬千瓦核電機組,。
“跳起摸高”的創(chuàng)新定位
1989年11月3日，在首都西北郊巍峨的燕山腳下,，清華核研院一座新落成的乳白色建筑物內(nèi)，指示控制棒位的熒光屏閃閃發(fā)光,，經(jīng)過放大的中子計數(shù)器嗒嗒作響,，人們在屏息靜氣地等待著一個時刻的到來。
16時53分,，主控制室各種儀表都顯示出反應(yīng)堆已達到首次臨界,，一位中年人激動地宣布：“5兆瓦低溫核供熱堆首次臨界運行成功?！?/p>
1985年,，王大中主持國家“七五”重點科技攻關(guān)項目“5兆瓦低溫核供熱堆研究”。
在總體方案的選擇上,，在實現(xiàn)反應(yīng)堆安全的前提下,，既要實現(xiàn)核能供熱的目標，又要深謀遠慮地把握反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)展方向,，他帶領(lǐng)團隊花費了近一年時間進行論證,，其間專程帶隊去歐洲考察，著重調(diào)研了德國西門子的一體化殼式供熱堆和瑞典的池式供熱堆,，經(jīng)過反復(fù)研究和論證,，最后確定選擇殼式一體化自然循環(huán)水冷堆,，并計劃先建設(shè)一座5兆瓦低溫核供熱堆，以掌握其核心技術(shù),。
實踐證明,，這個方案的選擇具有很強的技術(shù)前瞻性。一體化自然循環(huán)已成為21世紀以來國際上小型輕水核反應(yīng)堆發(fā)展的主要技術(shù)方向之一,，在小型核能發(fā)電,、熱電聯(lián)產(chǎn)、核能供熱,、海水淡化等方面有著廣闊的應(yīng)用前景,。
從立項報告到設(shè)計方案，從實驗現(xiàn)場到建設(shè)工地,，他全程負責,，親力親為。
5兆瓦低溫核供熱堆于1986年開工,，1989年建成并首次臨界成功,，投入功率運行。隨后3個冬季供熱運行累計8174小時,，供熱可利用率達到99%,。這是世界上首座一體化自然循環(huán)水冷堆，也是世界上首次采用新型水力驅(qū)動控制棒的反應(yīng)堆,。
“要善于把握技術(shù)發(fā)展方向,，選好技術(shù)方案和項目目標，在目標定位上要‘跳起來摘果子’,，如果目標過高或過低,，只能無功而返或達不到預(yù)期成果?！蓖醮笾腥蘸罂偨Y(jié),，“跳起來摘得著”才是適度的高標準，設(shè)法使自己跳得高一些,，達到一個高度后,，再瞄準新的高度，才能實現(xiàn)勇于創(chuàng)新與務(wù)實求真的結(jié)合,。
來自“200號”的磨煉
知易行難,。將勇于創(chuàng)新與務(wù)實求真完美結(jié)合，也正是張作義最佩服老師的地方,。
“他強調(diào)在開放合作背景下謀創(chuàng)新,，但任何時候都不忘將關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，這其實需要極大的決心和魄力,，以及堅韌不拔的毅力,?！睆堊髁x說。
以10兆瓦高溫氣冷堆中的核燃料球為例,，對這一關(guān)鍵技術(shù),，當時有人提出購買國外早期研究文檔。王大中在多方調(diào)研論證后強調(diào),，必須自己研發(fā),。
10兆瓦堆采用球形燃料元件，全堆裝2萬多個燃料球,，每個球包含有8000個直徑小于1毫米的包覆顆粒,，每個顆粒內(nèi)有0.5毫米鈾芯和三層熱解炭及一層碳化硅的包覆層，每爐一次制備500萬個顆粒,，不合格率要小于十萬分之二,。
在近10年的攻關(guān)后，王大中帶領(lǐng)團隊最后批量生產(chǎn)出2萬多個燃料球,，其質(zhì)量達到國際先進水平,。
“攻克核心技術(shù)要經(jīng)歷多次失敗，不可能一蹴而就,，這是一個‘十年磨一劍’的長期積累過程,，既需要有知難而進的勇氣，又需要有鍥而不舍的韌勁,?！蓖醮笾性f。
“如果當時我們用了別人的技術(shù),，很難有今天的先進性和世界最大規(guī)模批量生產(chǎn)的能力,。”張作義感嘆,。
王大中的堅持和知難而進淬煉于新中國首座自行設(shè)計與建造的屏蔽實驗反應(yīng)堆。
1956年清華大學(xué)成立了工程物理系,，這是國家為培養(yǎng)原子能科學(xué)技術(shù)人才而成立的第一個核工程系,。該系的首批學(xué)生全是從其他院系抽調(diào)過來的精英。
剛在機械系讀完二年級的王大中被調(diào)入這個新的系,。雖然王大中日后戲稱,，這次轉(zhuǎn)讀工程物理系是“身不由己”，但隨后選擇核反應(yīng)堆專業(yè)確是心之所向,。
對核反應(yīng)堆完全不了解的王大中對一件事印象深刻,。他看過一個介紹蘇聯(lián)第一個原子能發(fā)電站的紀錄片，盡管那座核電站功率只有5000千瓦,，但原子核裂變釋放出的巨大能量,，以及那厚厚的混凝土墻和自動開啟的鐵門后面的原子爐,，給他留下了強烈而深刻的印象。
“鏈式裂變是怎樣發(fā)生的,，是怎樣被控制的,，能量又是怎樣傳出和利用的？正是這種好奇心驅(qū)動著我選擇了核反應(yīng)堆專業(yè),?！蓖醮笾姓f。
鼎鼎大名的清華核研院在核行業(yè)內(nèi)和清華校內(nèi)被稱為“200號”,，這也是核研院建院初期在校內(nèi)的工程編號,。“200號”最初因一座功率為2000千瓦的屏蔽試驗反應(yīng)堆而建,。
1960年,，京郊昌平的虎峪山區(qū)，一群平均年齡不到23歲的清華師生,，開啟了艱難的建堆之路,，王大中也是其中之一，彼時,，他從工程物理系畢業(yè)留校才2年,。
當年屏蔽試驗反應(yīng)堆建設(shè)條件之艱苦自不必多說，人員吃住都在馬棚里,，那里還流傳著一個“二兩坡”的笑談：從清華園到虎峪村要先坐火車,，再走十里山路。師生們開玩笑稱那段山路為“二兩坡”——爬一次坡能消化二兩饅頭,。
更難的是科研上的硬骨頭,。“當時反應(yīng)堆這門課程并沒有教材,，只能從實踐中摸索,。”王大中曾回憶,，而且各國對反應(yīng)堆的研究保密,，我們誰也沒有見過反應(yīng)堆，擺在面前的只有蘇聯(lián)的不完整圖紙,。
17個供應(yīng)系統(tǒng),，數(shù)千個機器零部件，幾百臺儀器設(shè)備,，20萬米管線,，屏蔽試驗反應(yīng)堆的設(shè)計和建造對于當時一窮二白的新中國來說，其難度可想而知。
但高喊“用我們的雙手開創(chuàng)祖國原子能事業(yè)的春天”的年輕人們硬是扛過來了,。
1964年秋天,，“200號”迎來了豐收的季節(jié)。我國第一座自行設(shè)計,、建造的核反應(yīng)堆——清華大學(xué)屏蔽試驗反應(yīng)堆成功建成,。
作為其中的骨干成員，王大中和同事,、同學(xué)們從做工程模型開始,，了解反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。他們從“馬糞紙”模型做起,，再到“三合板”,、玻璃模型，逐漸搞清楚反應(yīng)堆堆芯,、各種工藝系統(tǒng)和建筑結(jié)構(gòu),。他還負責籌建了反應(yīng)堆熱工水力學(xué)實驗室。來之不易的成功讓王大中深刻體會到攻克難關(guān)的喜悅和意義,。
始終保有嚴謹細致的作風
選定方向后,，除了實事求是、按科學(xué)規(guī)律辦事,，嚴謹細致的作風也是成功的關(guān)鍵,。
對王大中來說，同樣如此,。
王大中嚴謹為學(xué),、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度影響了一大批年輕人。他曾經(jīng)的博士生石磊現(xiàn)在已經(jīng)是清華大學(xué)核研院副院長,。
他記得,，彼時，王大中還是清華大學(xué)的校長,，工作非常繁忙,。“但是當他修改完我的博士論文后,，找我一章一節(jié),、一段一句仔細討論時，望著滿篇標有王老師修改痕跡的論文,，聽著王老師耐心的講解，我深受觸動,?！笔谡f，老師連他文字標點、圖標符號的錯誤,，都一一指了出來,。
在工作中，王大中既讓人看到他的大手筆,，也讓人體會到他對細微處的關(guān)注：他曾經(jīng)把厚重的國外大學(xué)的信息資料一本本帶回學(xué)校,；也曾經(jīng)收集了厚厚一疊新年賀卡交給清華大學(xué)新聞中心，希望他們也能把清華的新年賀卡設(shè)計得更典雅一些,，而清華后勤搞房屋裝修的職工更是對他在色彩和格調(diào)上的高標準頗有體會,。
王大中除了具備老一輩科學(xué)家生活簡樸、淡泊名利等可貴特質(zhì),，同時也多才多藝,、樂觀開朗。
他曾是學(xué)生舞蹈隊的主力,，難度很高的鄂爾多斯舞跳得極其出色,。10年前的清華百年校慶晚會上，王大中與清華舞蹈隊新老舞蹈隊員共跳鄂爾多斯舞的場景讓他的學(xué)生們印象深刻,。
女兒王奕眼中的王大中則更生動有趣：“小的時候,，他教我學(xué)騎自行車，夏天帶我到山里的水庫教我學(xué)游泳,，冬天在清華荷花池教我溜冰,，記得有一年還帶著我做了各式各樣新穎的賀年卡。爸爸總是鼓勵我勇于去嘗試新鮮的事物,?！?/p>
無論是作為科研團隊帶頭人，還是一校之長,，王大中對事業(yè)盡心盡責,，慮遠謀近、嘔心瀝血,，始終保有強烈的責任意識和擔當精神,，他的遠見卓識、崇高品格贏得了廣大師生和業(yè)界的高度贊譽,。青年學(xué)生們親切地稱他為“一位真正讓人尊敬的慈祥長者”“一位務(wù)實而嚴謹?shù)恼贫嫒恕薄耙粋€稱職且兼愛的校長”,，在他們眼中，王大中“永遠是清華人的榜樣”,。
編輯：李華山
