盛夏時節，有“東方夏威夷”美譽的山東榮成石島灣，迎來一批批消暑度假的游客。他們或許不知道，島上矗立著全球第一座第四代核電站。

2024年政府工作報告指出，“第四代核電機組等高端裝備研制取得長足進展”。這里的“第四代核電機組”，指的就是我國自主建設并投入運營的石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程。這項由清華大學與中國華能集團有限公司、中國核工業集團有限公司等攜手奮戰20載取得的成果，入選由中國科學院院士和中國工程院院士評選的2023年度“中國十大科技進展新聞”。

近日，科技日報記者專訪清華大學核能與新能源技術研究院院長、高溫氣冷堆核電站國家科技重大專項總設計師張作義，聽他講述科研人員發揚“200號精神”，使中國核能技術實現從“跟跑”“并跑”到“領跑”的艱辛歷程。

20年嘔心瀝血打造“世界首臺”

記者：歷時20年，2023年12月6日，山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程投入商業運行。那一刻您的心情是怎樣的？

張作義：回想起來，我們真是歷經千辛萬苦。不過，那一天我反而比較平靜，內心充滿了感恩，感謝所有參與者和各方領導、專家的長期支持。

記者：您一直介紹高溫氣冷堆是第四代核電站，該怎么理解第四代核電站？

張作義：當前中國和世界范圍內主流核電站采用的是第三代先進壓水堆技術，它們被稱為第三代核電站。第四代核電站采用的是新一代核電技術，與第三代核電站技術相比，它在安全性、經濟性、減少核廢物等關鍵指標上有所提升。

記者：高溫氣冷堆有哪些優勢？

張作義：高溫氣冷堆采用小型模塊式設計。模塊式的核心內涵，是減少單個反應堆發電功率。每個反應堆模塊發電功率僅約為傳統核電站的1/10。這些反應堆模塊可以并聯起來，實現與傳統核電站同樣高的機組功率。這種模塊式設計，不僅增強了安全性，還提升了核電站部署的靈活性。此外，高溫氣冷堆還在燃料元件、堆芯物理設計等方面實現了創新。

記者：在研發高溫氣冷堆過程中，想必您和團隊遇到了不少困難。

張作義：是的。要實現從“跟跑”“并跑”到“領跑”，確實要克服種種困難，沖破重重阻礙。例如，高溫氣冷堆運行溫度非常高，初始運行溫度已達700攝氏度，未來可能達900攝氏度。要讓高溫氣冷堆在如此高溫下長時間平穩商業運行，需綜合考慮制造成本、運行維護等一系列問題。

記者：高溫氣冷堆首臺（套）設備有2200多臺（套），均系自主研發。我們為什么不直接引進成熟技術設備？

張作義：我們建造的模塊式高溫氣冷堆是世界首臺商業核電機組，是我國原創性重大科技成果。研發過程中，我們要開發的設備，很多國外也沒有。有些問題是繞不過去的，不能“一買了之”。

記者：哪臺設備的研發過程給您留下深刻印象？

張作義：核電站屬于高度尖端復雜的系統工程，每個設備的開發過程都很艱難。比如，被譽為高溫氣冷堆“心臟”裝備的主氦風機，功能是在反應堆啟動、運行和停堆時，提供足夠的氦氣，將反應堆芯熱量帶走。為研發該裝備，我們制作了3套樣機。

記者：高溫氣冷堆研發耗時20年，為什么用這么長時間？

張作義：我們在滿足核安全監管要求上花時間、付出精力最多。我國在民用核安全監管方面有完善、嚴苛、與世界接軌的法規和標準體系。為確保世界首座模塊式高溫氣冷堆安全投運，我國核安全監管部門投入大量時間精力，進行最嚴苛的監管。

記者：具體嚴苛到什么程度？

張作義：比如，僅修改一個指標就可能花費數月時間。我們不但要為此召集同行專家審查，還要通過試驗去反復驗證。

20年間，我們正式回答的核安全審評問題有上萬個，為此撰寫的正式文件頁數超10萬頁。每個回答都得有計算模型、試驗數據或國內外工程實踐支撐。有時，回答一個監管問題甚至比寫一篇SCI論文都費勁。

校企合作結出創新果實

記者：高溫氣冷堆的產學研用融合模式很有代表性，校企是如何合作的？

張作義：在科技創新成果轉化方面，清華大學和中國核工業集團有限公司共同建立了轉化平臺企業——中核能源科技有限公司。清華大學將技術研發資源注入該平臺，雙方各占股50%。

在技術攻關上，中核能源科技有限公司和清華大學核能與新能源技術研究院建立了以關鍵任務為載體的聯合攻關機制，形成了涵蓋基礎研發、工程設計的聯合團隊，深度參與主設備從產品設計、樣機研制優化到試驗驗證的全過程。尤其是在很多關鍵設備技術攻關中，清華大學的老師都是直接下到車間廠房，在生產一線和企業職工一起開展工作的。有時候大家開玩笑，說清華大學的老師已經干成“車間主任”了。

記者：在促進校企合作方面，您有哪些建議？

張作義：對學校而言，最關鍵是要找對合作企業。我把成果落地轉化比作“嫁閨女”。我們要找的不是“豪門”，而是“真心漢”——真心實意做轉化的企業。

在與中國華能集團有限公司、中國核工業集團有限公司的合作中，我始終實話實說：打造全球首座高溫氣冷堆商業化核電站是一件有風險的事。這反而讓合作伙伴更堅定地推動示范工程建設。

記者：在高溫氣冷堆領域，您所在團隊已經成了領跑者，您擔心被超越嗎？

張作義：目前還不擔心。核電領域是很公平的，我們花了20年，付出巨大努力，形成了自己的技術優勢。別人要超越，需付出同樣的努力。當然，這絕不意味著我們可以自滿、可以“吃老本”，我們還要朝著更高目標不斷前進。

記者：未來，高溫氣冷堆研究還要在哪些方面更進一步？

張作義：接下來，我們將在技術和產業兩個維度上同時發力。在技術上，我們將進一步提升高溫氣冷堆的堆芯溫度，實現更高品質的熱量輸出。在產業發展上，我們希望進一步優化裝備設計和制造工藝，通過批量化生產，降低建造成本，提升整個系統的經濟性和商業價值，實現更大范圍應用。

用頂尖目標吸引頂尖人才

記者：在高溫氣冷堆研究團隊中，青年人才占比如何？

張作義：此前我們陷入過人才短缺的困境，不過目前團隊中青年人才占比十分可觀。他們是我們非常寶貴的財富。我們在實現工程技術跨越的同時，還實現了人才隊伍更替。現在我們需要補充一批更年輕的科學家。

記者：您曾說，核電不同于其他行業，是一項無法用金錢吸引人才的事業。這句話怎么理解？

張作義：我曾和美國麻省理工學院的一位教授交流并達成共識：要吸引頂尖人才，不能只靠金錢，需要一個足夠有價值、有挑戰的目標。有了這個目標，人才就會被它吸引，忘我投入其中，實現自身價值。這也是我在清華大學工作的原因，大家都在圍繞一個共同的偉大目標努力。

記者：作為一位研究生導師，您對包括核電在內的大型工程領域人才培養有什么心得？

張作義：培養工程領域人才，實踐環節非常關鍵。在真正的工程研究中，沒有固定試卷和標準答案，往往是一個工程難題直接“拋”過來，看你能否接住。所以在這類人才培養中，一定要讓他們“真刀真槍”去實踐。在實踐中檢驗理論，再拿理論指導實踐，練就真功夫，實現融會貫通。這樣他們上了“戰場”，才能成為“常勝將軍”。

記者：清華大學核能與新能源技術研究院在這方面有很好的傳統。

張作義：是的。清華大學工程相關專業學生，在校期間都要實實在在擼起袖子，畫圖紙、下車間、操作機床，練就扎實基本功，形成實踐和理論互相貫通的思維習慣。此外，清華大學核能與新能源技術研究院有自己的“200號”基地，還有幾個不同類型的小型實驗反應堆，供學生們實踐，它們在人才培養上發揮了巨大作用。

記者：高溫氣冷堆研發，涉及領域、人員眾多，您怎么管理如此龐大的團隊？

張作義：科學家群體頭腦聰明、想法很多，也容易產生分歧。

在我看來，管理一個龐大、頂尖的團隊，首先要確立一個正確目標。其次，領導者各方面素質要過硬，能在爭論、分歧出現時作出正確選擇。幸運的是，我們在技術路線選擇上基本正確，雖然遇到過難關，但都邁過去了。

清華大學核能與新能源技術研究院成立60多年來，形成了優良傳統：遇到困難，領導者身先士卒，大家同甘共苦、共克難關。“知難而進、眾志成城”的“200號精神”在我們團隊里體現得淋漓盡致，激勵我們超越、領跑。

記者：著眼未來，您對核電領域人才培養有哪些建議？

張作義：核電未來發展，需要各方面人才，既需要專業技術人才，也需要企業領軍人才，尤其需要交叉復合型人才。高校在人才培養上應當更多元化。清華大學的畢業生如果能領導一項工程建設、運營一家企業，同樣是重要人才。歸根結底，培育人才還是要重視實踐，包括技術實踐、管理實踐，讓最優秀的人才在實踐的風浪中去歷練。

記者手記

剛見面，張作義就主動提起多年前科技日報記者采寫的一篇報道——發表于2005年的《核電“少帥”張作義》。

彼時，張作義開始主持20萬千瓦級高溫氣冷堆示范工程的研發建設工作，同時擔任清華大學核能與新能源技術研究院院長。

近20年后再見張作義，62歲的他精神矍鑠、意氣風發。但他自嘲，如今年齡大了，早已不是“少帥”了。如今，張作義已從當初任職時清華大學最年輕的院長，成為清華大學最年長的院長。

張作義曾略有不甘地向自己的老師、中國科學院院士王大中說：“看來我一輩子可能只做這一件事了。”老師的回答是：“一輩子要真能做成一件事，還少不了好運氣。”

張作義確實做成了。如今，高溫氣冷堆已經投入商業運營。如果非要說背后有“運氣”成分，那么，這“運氣”一定是和從未動搖的決心有關。

研制“世界首臺”的壓力非同尋常，稍有不慎便可能前功盡毀。個中艱苦與辛酸、收獲與成就，只有參與其中的人方能體會。

張作義說，未來他將繼續帶隊打造原創性重大科技成果，助力我國實現高水平科技自立自強。

（科技日報記者 都芃 陳瑜）