黨的十八大以來，我國科技實力快速提升，科技事業(yè)發(fā)生了歷史性、整體性、格局性重大變化，成功跨入創(chuàng)新型國家行列。有專家稱，中國科技實力已經(jīng)從“跟跑”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;跟跑”和“并跑”并行，甚至在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“領(lǐng)跑”。壓水堆環(huán)形燃料組件研發(fā)便是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的技術(shù)領(lǐng)域之一。

環(huán)形燃料組件臨界熱流密度試驗裝置

燃料猶如燈芯，有了先進的燃料，核電廠才能釋放出閃亮的光熱。環(huán)形燃料是一種具有革新意義的新型燃料，可大幅提高反應(yīng)堆的經(jīng)濟性和安全性，是國際核行業(yè)新型燃料研發(fā)領(lǐng)域的重點方向之一。十年來，環(huán)形燃料項目作為原子能院科技創(chuàng)新重點項目，在國防科工局、中核集團的大力支持下，團隊先后完成了前期預(yù)研、基礎(chǔ)技術(shù)與元件關(guān)鍵技術(shù)研究等工作，組件研制工作也已收官，向?qū)崿F(xiàn)工程應(yīng)用邁出了重要一步。

早在2008年，原子能院就開始跟蹤國際研究的最新進展，積極推進環(huán)形燃料研發(fā)工作，并根據(jù)新型核燃料研發(fā)規(guī)律，提出了環(huán)形燃料組件“基礎(chǔ)技術(shù)研究——關(guān)鍵技術(shù)研究和組件研制——工程應(yīng)用技術(shù)研究”三步走的研發(fā)計劃。

“十二五”末期，隨著初步理論研究工作的完成，一道難題擺在了科研團隊面前：如何將理論研究成果應(yīng)用于實際生產(chǎn)制造?

國際首次環(huán)形燃料元件零功率物理實驗完成

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。2017年，為順利完成環(huán)形燃料組件制造，適應(yīng)新的階段目標(biāo)及需求，項目團隊先后申報了“環(huán)形燃料組件關(guān)鍵技術(shù)研究”與“環(huán)形燃料組件研制”兩個項目，正式開啟了“十三五”重點任務(wù)攻關(guān)。2018年，項目團隊開展了組件結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能分析與試驗驗證工作，順利實現(xiàn)國際上首次環(huán)形燃料零功率物理實驗;同年，我國首套全尺寸壓水堆環(huán)形燃料組件試驗件在中核北方核燃料元件有限公司成功下線并通過驗收;2019年，臨界熱流密度(CHF)試驗正式啟動并成功獲得首批數(shù)據(jù)，標(biāo)志著環(huán)形燃料組件研發(fā)取得重要進展;2020年，項目團隊完成了組件整體堆外綜合性能驗證;2021年，環(huán)形燃料特征化小組件成功交付并于2022年入堆輻照，有力保障了先導(dǎo)組件入商用堆考驗。

我國首套全尺寸壓水堆環(huán)形燃料組件試驗件成功下線并通過驗收

經(jīng)過多年持續(xù)攻關(guān)，我國已掌握了環(huán)形燃料組件設(shè)計分析技術(shù)，打通了壓水堆環(huán)形燃料組件制造、組裝和檢測的工藝流程，驗證了環(huán)形燃料物理、熱工、力學(xué)及安全等關(guān)鍵性能。壓水堆環(huán)形燃料組件研發(fā)技術(shù)已成功從全面“跟跑”轉(zhuǎn)變?yōu)閲H“領(lǐng)跑”。

世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)變革是尋求突破的重要途徑。環(huán)形燃料作為我國核燃料創(chuàng)新的重要體現(xiàn)，在未來的工程化應(yīng)用中將面臨新的挑戰(zhàn)。在環(huán)形燃料這艘即將揚帆起航的“巨輪”上，團隊成員強烈地感受到沉甸甸的擔(dān)子和一股油然而生的使命感。

十年光陰如清晨滴露，轉(zhuǎn)瞬即逝。在院、所黨委的鼎力支持下，原子能院環(huán)形燃料項目團隊踔厲奮進，以汗水澆灌收獲、以實干篤定前行，全面突破組件設(shè)計、試驗驗證和加工制造等關(guān)鍵技術(shù)，使整體研發(fā)深度及技術(shù)成熟度達到國際領(lǐng)先水平。未來，他們將繼續(xù)以“強核報國 創(chuàng)新奉獻”的新時代核工業(yè)精神為引領(lǐng)，踐行“以身許國、敢為人先、嚴(yán)謹(jǐn)求實”的院訓(xùn)，集智攻關(guān)、攻堅克難，全力“智”造中國核電“芯”!