圖為 “華龍一號”全球首堆示范工程穹頂吊裝現場。
圖為高溫氣冷堆球形燃料元件生產。
圖為大亞灣反應堆中微子實驗室。
中國核學會近日在山東省威海市發布“2015-2017年度中國十大核科技進展”。這十大核科技進展是經學術委員會推薦評議和投票表決，按得票多少排列。其中，我國三代壓水堆核電“華龍一號”全球首堆示范工程穹頂吊裝完成排在第一位。
“2015-2017年度中國十大核科技進展”集中展示了我國從2015年至2017年在核科學領域取得的重大成果，尤其是我國自主創新的標志性技術突破，涉及核物理、核能發電、裝備技術等多個科學領域，為我國核電產業及核能的可持續發展發揮了重要作用。
1.中國三代壓水堆核電
“華龍一號”全球首堆示范工程穹頂吊裝圓滿完成
“華龍一號”是中國核工業集團公司和中國廣核集團有限公司在我國30余年核電科研、設計、制造、建設和運行經驗的基礎上，研發的具有完全自主知識產權的三代百萬千瓦級壓水堆核電技術。
2017年5月25日，“華龍一號”首堆——福清核電廠5號機組完成穹頂吊裝。穹頂吊裝是所有核電工程建設中的重要里程碑節點，標志著“華龍一號”由土建階段全面轉向安裝階段。
2017年5月，在中國國家主席習近平與阿根廷總統馬克里共同見證下，中核集團與阿根廷核電公司簽署“華龍一號”出口阿根廷的總合同。分別于2015年8月、2016年3月實現FCD（第一罐混凝土澆筑日期）開工的巴基斯坦兩臺“華龍一號”機組建設進展順利，向世界展示了我國在核電科研設計和工程建設領域的強大實力，標志著中國核電技術已走到世界前列，為我國“一帶一路”倡議和核電“走出去”提供了強大的支撐。
2.全球首條高溫氣冷堆燃料元件生產線投料生產
中核北方高溫氣冷堆核燃料元件生產線是國家科技重大專項——先進壓水堆及高溫氣冷堆示范工程的配套項目，是全球首條工業規模高溫氣冷堆燃料元件生產線，具有我國完全自主知識產權。
這一生產線于2013年3月16日在中核北方公司開工建設，2016年8月15日建成投產。這一工程曾獲得2016年度上海市“申安杯”優質安裝工程獎。
2017年7月17日第20萬個球形燃料元件成功下線，標志著我國高溫氣冷堆元件制造實現了從實驗線到工業規模生產線的直接轉化，標志著我國高溫氣冷堆元件制造水平已走在世界前列，加快推進了高溫氣冷堆元件商業化、規模化進程，為實現核電走出去戰略、建成核電強國做出了新的貢獻。
3.北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCII）建成
北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCII）是我國大科學工程建設的一個成功范例，得到了國際高能物理界的高度評價，是中國高能物理發展的一個重大的里程碑。
BEPCII建成后實現了穩定、高效運行，最高峰值亮度達1×1033cm-2s-1，為改造前的100倍，是前世界記錄14倍以上，成為在粲能區性能居國際領先地位的高能物理實驗裝置。
以我為主建立的北京譜儀BESⅢ國際合作組，利用BEPCII開展高能物理實驗研究，在輕強子譜研究和粲偶素衰變等方面取得了一批重大物理成果，其中突出的有“首次發現帶電類粲偶素Zc（3900）及其伴隨態”。BEPCII一機兩用，又是一臺高性能的同步輻射裝置。項目團隊經過多年深入研究和協同攻關，在粒子加速器和探測器與電子學等的優化設計、關鍵技術、系統集成和工程管理方面實現了重大創新。
這一項目的成功建設和運行，為高能物理和同步輻射用戶提供平臺，取得具有世界領先水平的重大物理成果，保持和發展我國在粲物理研究的國際領先地位方面奠定了基礎。
北京正負電子對撞機重大改造工程榮獲2016年國家科技進步一等獎。
4.大亞灣實驗測得最精確的反應堆中微子能譜
大亞灣反應堆中微子實驗測得了國際上最精確的反應堆中微子流強和能譜，研究了流強與核燃料成份的關系，發現與主流理論模型存在兩處顯著差異。測得的中微子流強低于模型預言約5%，這一缺失主要由鈾-235造成，而钚-239產生的中微子數與預期一致。
此外，中微子能譜在5MeV附近顯著超出模型預言。3篇相關論文于2016~2017年發表于《物理評論快報》和《中國物理C》。這一成果不僅給出了最準確的反應堆中微子譜，也說明我們對反應堆涉及的核數據理解并不完善，在1%的高精度檢驗下出現了不一致的地方，推動了核數據庫的相關研究。大亞灣實驗采用8個110噸重的中微子探測器，在距反應堆360~1900米處的3三個地下實驗室測量反應堆發電時發出的中微子，2012年曾發現新的中微子振蕩模式。
2016年，中國科學院高能物理研究所王貽芳院士牽頭完成的“大亞灣反應堆中微子實驗發現的中微子振蕩新模式”獲國家自然科學一等獎。
5.國際熱核聚變實驗堆（ITER）核心部件——超熱
負荷第一壁原型件率先通過國際權威機構認證
經過十多年的技術攻關，核工業西南物理研究院自主研發制造的ITER核心部件——超熱負荷第一壁原型件率先通過國際權威機構認證，標志著我國掌握了第一壁制造關鍵技術。
按照ITER的設計要求，超熱負荷第一壁在運行時直接面對上億度高溫核聚變等離子體，需要承受每平米4.7兆瓦的熱量，這足以在瞬間熔化一公斤的鋼鐵。
核工業西南物理研究院研究人員創新發展了超級蒸發冷卻、熱沉材料性能保障、異質材料冶金結合等聚變堆高負荷部件技術，開發了不銹鋼激光焊接單面成型背面無飛濺技術，避免了焊接污染所帶來的中子輻照活化產物問題，解決了包括規模化鈹瓦與銅鉻鋯合金的熱等靜壓擴散連接技術難題，所制作的第一壁原型件經受住了比設計標準還高20%的極端高溫環境考驗，創造了這類部件在滿負載及過載熱負荷試驗運行下無破壞的世界記錄。
這一項技術的突破為我國今后自主建造核聚變反應堆包層和偏濾器等關鍵部件技術奠定了堅實的基礎。
6.國際首座微堆低濃化成功實施
2016年3月26日，中核集團實施完成我國首座微堆低濃化改造，并實現首次滿功率運行。2017年8月，中核集團成功完成加納微堆低濃化改造工作。
微堆低濃化改造涉及堆芯物理設計、結構設計、燃料組件設計制造、裝卸料、乏燃料管理、反應堆實驗調試等諸多環節。改造過程中，工程技術人員攻克了一批關鍵技術，確保了微堆的核安全。微堆的主要用途包括中子活化分析、核儀器探頭的考驗、教學及培訓、少量同位素生產等。改造后的微堆固有安全性更高，一爐燃料可使用30年。首座微堆低濃化后首次滿功率運行說明中核集團已經完全掌握了微堆低濃化的全套技術。
微堆低濃化成功實施是我國政府在防止核擴散方面做出的一項重要貢獻，加納微堆低濃化的“加納模式”得到了中國政府和國際認可，為國家爭得了榮譽。
7.用于激光核物理研究的OPCPA超高峰值功率激光系統處于國際同類裝置領先水平
超高峰值激光技術研究團隊突破掌握了級聯光參量啁啾脈沖高效放大技術、基于等位相線大范圍高階色散診斷和控制技術以及高性噪比穩定種子產生技術。
立足國內自主研發的大口徑LBO晶體、米級光柵等核心器件，這一團隊完成基于全OPCPA技術路線的數拍瓦超高峰值功率激光系統的研制。2016年8月，這一系統實現輸出功率4.9 拍瓦，能量91焦耳，脈寬18.6飛秒（近壓縮極限），脈沖信噪比優于1010：1，處于國際同類裝置領先水平。
這一系統可望產生超短GeV高能粒子束和數十MeV輻射源，用于光核反應、核材料嬗變等方面基礎研究，將有力推動激光核物理學科的發展。
8.“玲龍一號”（ACP100）模塊式小型堆首個通過IAEA安全審查
中核集團研發的“玲龍一號”（ACP100）模塊式小型堆2016年4月成為全球首個通過國際原子能機構（IAEA）通用安全審查的小型堆，是全世界小堆發展的一個重要里程碑。
2016年8月，在國家能源局組織的“十三五”小型智能堆示范工程選型技術評估活動中獲得第一名；2017年5月，獲得《國家發展改革委辦公廳關于海南昌江多用途小型堆示范工程有關問題的復函》，同意開展工程前期工作。
“玲龍一號”采用了一體化反應堆技術和完全非能動的安全系統，可以實現應急計劃區、規劃限制區、非居住區三區合一，三區全部縮減在廠區邊界內。模塊式小型堆從設計上可實現不需廠外應急行動，實際消除放射性大量釋放，具有第四代核能安全特征，是核能在安全性領域的重大進步。“玲龍一號”采用模塊化設計、模塊化制造、模塊式運輸，現場快速裝配，是采用革新技術的新一代反應堆，是理想、安全、可靠、經濟的分布式清潔能源。
9.中國先進大型鈾純化轉化生產線建設項目建成
中國先進大型鈾純化轉化生產線建設項目采用創新的脫硝工藝替代傳統的氨水沉淀、碳酸銨轉化結晶工藝，不再消耗任何試劑和產生結晶母液，產生的氮氧化物回收成硝酸返回系統，實現物料的循環利用。
研制開發出大型環形折流板脈沖萃取柱、脫硝等關鍵設備，單臺設備生產能力達到3000tU/a。提高HF、F2利用率，降低原材料的消耗，從源頭上減少“三廢”的產生。采用DCS和視頻監控系統，實現遠控操作，提高自動化控制水平，降低生產成本，具有市場競爭力，具備國際先進鈾轉化技術水平。
本工程于2015年底建成，形成萬噸級鈾純化轉化生產基地。2016年打通全線生產工藝，產出合格的符合天然六氟化鈾技術條件的UF6產品。
10.自主化核級數字化儀控系統平臺“和睦系統”研制成功與規模化應用
“和睦系統”是中國廣核集團下屬北京廣利核系統工程有限公司研制的國產化、自主化的核級數字化儀控系統平臺，是我國首個具有完全自主知識產權的核級數字化儀控系統通用平臺。
2015年順利通過行業鑒定，填補了我國在這一技術領域的空白，使我國由此成為繼美國、法國和日本之后，第四個掌握這一技術的國家。
“和睦系統”整體技術指標達到了國際同類產品先進水平，具有高度安全性、可靠性，廣泛的通用型及良好的經濟性，能夠滿足各種不同堆型保護系統的應用。
目前，“和睦系統”已應用于大亞灣、嶺澳一期、秦山二期等在役機組相關核級儀控系統的改造，以及陽江5&6、紅沿河5&6、田灣5&6、華龍一號示范工程——防城港3&4、石島灣高溫氣冷堆示范工程9個新建核電機組的核級DCS，規模化應用穩步推進。
“和睦系統”已先后通過德國萊茵TüV、南德TüV、以及國際原子能機構（IAEA）等多個國外權威機構的評估和認證，為進軍國際市場拿到了通行證，從而為實現我國核電技術裝備“走出去”的目標貢獻力量。
以上圖片及文字內容均由中國核學會提供。
