盛夏时节，有“东方夏威夷”美誉的山东荣成石岛湾，迎来一批批消暑度假的游客。他们或许不知道，岛上矗立着全球第一座第四代核电站。
2024年政府工作报告指出，“第四代核电机组等高端装备研制取得长足进展”。这里的“第四代核电机组”，指的就是我国自主建设并投入运营的石岛湾高温气冷堆核电站示范工程。这项由清华大学与中国华能集团有限公司、中国核工业集团有限公司等携手奋战20载取得的成果，入选由中国科学院院士和中国工程院院士评选的2023年度“中国十大科技进展新闻”。
近日，科技日报记者专访清华大学核能与新能源技术研究院院长、高温气冷堆核电站国家科技重大专项总设计师张作义，听他讲述科研人员发扬“200号精神”，使中国核能技术实现从“跟跑”“并跑”到“领跑”的艰辛历程。
20年呕心沥血打造“世界首台”
记者：历时20年，2023年12月6日，山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程投入商业运行。那一刻您的心情是怎样的？
张作义：回想起来，我们真是历经千辛万苦。不过，那一天我反而比较平静，内心充满了感恩，感谢所有参与者和各方领导、专家的长期支持。
记者：您一直介绍高温气冷堆是第四代核电站，该怎么理解第四代核电站？
张作义：当前中国和世界范围内主流核电站采用的是第三代先进压水堆技术，它们被称为第三代核电站。第四代核电站采用的是新一代核电技术，与第三代核电站技术相比，它在安全性、经济性、减少核废物等关键指标上有所提升。
记者：高温气冷堆有哪些优势？
张作义：高温气冷堆采用小型模块式设计。模块式的核心内涵，是减少单个反应堆发电功率。每个反应堆模块发电功率仅约为传统核电站的1/10。这些反应堆模块可以并联起来，实现与传统核电站同样高的机组功率。这种模块式设计，不仅增强了安全性，还提升了核电站部署的灵活性。此外，高温气冷堆还在燃料元件、堆芯物理设计等方面实现了创新。
记者：在研发高温气冷堆过程中，想必您和团队遇到了不少困难。
张作义：是的。要实现从“跟跑”“并跑”到“领跑”，确实要克服种种困难，冲破重重阻碍。例如，高温气冷堆运行温度非常高，初始运行温度已达700摄氏度，未来可能达900摄氏度。要让高温气冷堆在如此高温下长时间平稳商业运行，需综合考虑制造成本、运行维护等一系列问题。
记者：高温气冷堆首台（套）设备有2200多台（套），均系自主研发。我们为什么不直接引进成熟技术设备？
张作义：我们建造的模块式高温气冷堆是世界首台商业核电机组，是我国原创性重大科技成果。研发过程中，我们要开发的设备，很多国外也没有。有些问题是绕不过去的，不能“一买了之”。
记者：哪台设备的研发过程给您留下深刻印象？
张作义：核电站属于高度尖端复杂的系统工程，每个设备的开发过程都很艰难。比如，被誉为高温气冷堆“心脏”装备的主氦风机，功能是在反应堆启动、运行和停堆时，提供足够的氦气，将反应堆芯热量带走。为研发该装备，我们制作了3套样机。
记者：高温气冷堆研发耗时20年，为什么用这么长时间？
张作义：我们在满足核安全监管要求上花时间、付出精力最多。我国在民用核安全监管方面有完善、严苛、与世界接轨的法规和标准体系。为确保世界首座模块式高温气冷堆安全投运，我国核安全监管部门投入大量时间精力，进行最严苛的监管。
记者：具体严苛到什么程度？
张作义：比如，仅修改一个指标就可能花费数月时间。我们不但要为此召集同行专家审查，还要通过试验去反复验证。
20年间，我们正式回答的核安全审评问题有上万个，为此撰写的正式文件页数超10万页。每个回答都得有计算模型、试验数据或国内外工程实践支撑。有时，回答一个监管问题甚至比写一篇SCI论文都费劲。
校企合作结出创新果实
记者：高温气冷堆的产学研用融合模式很有代表性，校企是如何合作的？
张作义：在科技创新成果转化方面，清华大学和中国核工业集团有限公司共同建立了转化平台企业——中核能源科技有限公司。清华大学将技术研发资源注入该平台，双方各占股50%。
在技术攻关上，中核能源科技有限公司和清华大学核能与新能源技术研究院建立了以关键任务为载体的联合攻关机制，形成了涵盖基础研发、工程设计的联合团队，深度参与主设备从产品设计、样机研制优化到试验验证的全过程。尤其是在很多关键设备技术攻关中，清华大学的老师都是直接下到车间厂房，在生产一线和企业职工一起开展工作的。有时候大家开玩笑，说清华大学的老师已经干成“车间主任”了。
记者：在促进校企合作方面，您有哪些建议？
张作义：对学校而言，最关键是要找对合作企业。我把成果落地转化比作“嫁闺女”。我们要找的不是“豪门”，而是“真心汉”——真心实意做转化的企业。
在与中国华能集团有限公司、中国核工业集团有限公司的合作中，我始终实话实说：打造全球首座高温气冷堆商业化核电站是一件有风险的事。这反而让合作伙伴更坚定地推动示范工程建设。
记者：在高温气冷堆领域，您所在团队已经成了领跑者，您担心被超越吗？
张作义：目前还不担心。核电领域是很公平的，我们花了20年，付出巨大努力，形成了自己的技术优势。别人要超越，需付出同样的努力。当然，这绝不意味着我们可以自满、可以“吃老本”，我们还要朝着更高目标不断前进。
记者：未来，高温气冷堆研究还要在哪些方面更进一步？
张作义：接下来，我们将在技术和产业两个维度上同时发力。在技术上，我们将进一步提升高温气冷堆的堆芯温度，实现更高品质的热量输出。在产业发展上，我们希望进一步优化装备设计和制造工艺，通过批量化生产，降低建造成本，提升整个系统的经济性和商业价值，实现更大范围应用。
用顶尖目标吸引顶尖人才
记者：在高温气冷堆研究团队中，青年人才占比如何？
张作义：此前我们陷入过人才短缺的困境，不过目前团队中青年人才占比十分可观。他们是我们非常宝贵的财富。我们在实现工程技术跨越的同时，还实现了人才队伍更替。现在我们需要补充一批更年轻的科学家。
记者：您曾说，核电不同于其他行业，是一项无法用金钱吸引人才的事业。这句话怎么理解？
张作义：我曾和美国麻省理工学院的一位教授交流并达成共识：要吸引顶尖人才，不能只靠金钱，需要一个足够有价值、有挑战的目标。有了这个目标，人才就会被它吸引，忘我投入其中，实现自身价值。这也是我在清华大学工作的原因，大家都在围绕一个共同的伟大目标努力。
记者：作为一位研究生导师，您对包括核电在内的大型工程领域人才培养有什么心得？
张作义：培养工程领域人才，实践环节非常关键。在真正的工程研究中，没有固定试卷和标准答案，往往是一个工程难题直接“抛”过来，看你能否接住。所以在这类人才培养中，一定要让他们“真刀真枪”去实践。在实践中检验理论，再拿理论指导实践，练就真功夫，实现融会贯通。这样他们上了“战场”，才能成为“常胜将军”。
记者：清华大学核能与新能源技术研究院在这方面有很好的传统。
张作义：是的。清华大学工程相关专业学生，在校期间都要实实在在撸起袖子，画图纸、下车间、操作机床，练就扎实基本功，形成实践和理论互相贯通的思维习惯。此外，清华大学核能与新能源技术研究院有自己的“200号”基地，还有几个不同类型的小型实验反应堆，供学生们实践，它们在人才培养上发挥了巨大作用。
记者：高温气冷堆研发，涉及领域、人员众多，您怎么管理如此庞大的团队？
张作义：科学家群体头脑聪明、想法很多，也容易产生分歧。
在我看来，管理一个庞大、顶尖的团队，首先要确立一个正确目标。其次，领导者各方面素质要过硬，能在争论、分歧出现时作出正确选择。幸运的是，我们在技术路线选择上基本正确，虽然遇到过难关，但都迈过去了。
清华大学核能与新能源技术研究院成立60多年来，形成了优良传统：遇到困难，领导者身先士卒，大家同甘共苦、共克难关。“知难而进、众志成城”的“200号精神”在我们团队里体现得淋漓尽致，激励我们超越、领跑。
记者：着眼未来，您对核电领域人才培养有哪些建议？
张作义：核电未来发展，需要各方面人才，既需要专业技术人才，也需要企业领军人才，尤其需要交叉复合型人才。高校在人才培养上应当更多元化。清华大学的毕业生如果能领导一项工程建设、运营一家企业，同样是重要人才。归根结底，培育人才还是要重视实践，包括技术实践、管理实践，让最优秀的人才在实践的风浪中去历练。
记者手记
刚见面，张作义就主动提起多年前科技日报记者采写的一篇报道——发表于2005年的《核电“少帅”张作义》。
彼时，张作义开始主持20万千瓦级高温气冷堆示范工程的研发建设工作，同时担任清华大学核能与新能源技术研究院院长。
近20年后再见张作义，62岁的他精神矍铄、意气风发。但他自嘲，如今年龄大了，早已不是“少帅”了。如今，张作义已从当初任职时清华大学最年轻的院长，成为清华大学最年长的院长。
张作义曾略有不甘地向自己的老师、中国科学院院士王大中说：“看来我一辈子可能只做这一件事了。”老师的回答是：“一辈子要真能做成一件事，还少不了好运气。”
张作义确实做成了。如今，高温气冷堆已经投入商业运营。如果非要说背后有“运气”成分，那么，这“运气”一定是和从未动摇的决心有关。
研制“世界首台”的压力非同寻常，稍有不慎便可能前功尽毁。个中艰苦与辛酸、收获与成就，只有参与其中的人方能体会。
张作义说，未来他将继续带队打造原创性重大科技成果，助力我国实现高水平科技自立自强。
（科技日报记者 都芃 陈瑜）
