中国核燃料元件生产研发基地：核燃料元件核心技术紧握在自己手里

1958年5月31日， 中央委员会总书记邓小平批准了二机部上报的 “五厂三矿” 选点方案， 中国核燃料产业由此起步。“五厂三矿” 中的 “五厂” 除了西北核武器研制基地 (原221厂)， 其余全部都是核燃料生产企业， 可以说这是中国核燃料产业的肇始和雏形。中国核燃料产业的发展伴随着中国核工业的创建， 已经走过了六十多年的光辉历程， 见证了中国核工业前进的每一个脚印， 承载着几代核燃料人艰苦创业、无私奉献、强军强核的追求与梦想， 构筑了中国核工业的 “脊梁”。核燃料产业是核产业体系中的重要环节。如果没有这个环节， 就不能叫有完整的核产业体系， 在世界上就不能称其为核强国， 就没有话语权， 就要受制于人。如今， 中国核燃料产业已成为国家战略核力量建设和核能事业发展的重要基础， 沿着军民融合式发展道路正阔步前行。在这从白手起家到自主创新茁壮成长的历程中， 中国核燃料元件产业的 “初心” 是什么?经历了哪些困难， 取得了哪些突破与成绩?《中国核电》记者就此专访了中核北方核燃料元件有限公司总工程师冯海宁。

冯海宁  中核北方核燃料元件有限公司总工程师，享受国务院政府特殊津贴， 中国核学会核材料分会副理事长兼秘书长，内蒙古核学会副理事长兼秘书长，中国核学会锕系物理与化学分会常务理事。

白手起家打造产业龙头

记者：中核北方 (202 厂) 作为我国首座核燃料元件厂在一无厂房、二无设备的条件下， 白手起家，艰苦创业，发展成为了中国核燃料元件种类最多、技术路线最全的生产供应商， 拥有重水堆、压水堆、AP1000 和高温气冷堆等多条核电燃料元件生产线， 核燃料元件产业发展的“初心” 是什么?这期间中国核燃料元件研发制造经历了怎么样的发展历程?

冯海宁：核燃料元件产业发展的 “初心” 源自我们党的 “初心”。新中国成立之初， 面对西方国家的核威胁和封锁，1955 年1 月， 毛泽东主持召开中共中央书记处扩大会议， 作出了发展我国原子能事业的战略决策， 我国核工业由此诞生。作为发展核军工和核能的基础， 核燃料产业也随之诞生。党领导创建核工业的初衷， 就是为了捍卫初生的红色政权，确保国家安全， 让人民过上安全幸福的生活。可以看出，我国核燃料产业一经创建就始终与国家的命运、民族的命运同频共振、血脉相连，就被赋予了 “强核强国” 的责任使命，这也正是核燃料产业发展的 “初心”。

回顾我国核燃料元件产业六十多年的发展历程，大致可以分为三个阶段：

第一个阶段主要是保障国防建设， 以军为主，大力协同，艰苦创业。随着 “两弹一艇” 研制生产和一系列国防建设任务，这一时期核燃料产业蓬勃发展， 铸就了 “两弹一艇” 的惊世伟业，研制和生产了具有自主知识产权的生产堆、动力堆、研究试验堆等燃料元件， 为我国国防建设和核工业的发展奠定了坚实的基础。

第二个阶段是随着党和国家工作重心向经济建设转移，根据国家国防科技工业战略调整的总体部署，核燃料元件产业实施由 “以军为主” 向“保军转民” 的战略调整， 开始了艰难的第二次创业。直至20 世纪90 年代我国发展核电开始，核燃料元件产业抓住改革开放难得的历史机遇， 通过引进和自主研发， 配套国内核电发展需求， 实现了核燃料元件生产能力的扩大和工艺技术的更新换代。

第三个阶段是核燃料元件实现产业环节全面升级，自主发展阶段。这一阶段我国核燃料元件产业，一方面为国家战略核力量建设提供关键支撑，实现了生产体系能力的升级换代。另一方面核燃料加工能力实现大幅度提升， 可满足国内不同核电堆型和机型对燃料多样化需求。同时还进一步强化核燃料产业科技队伍、科研设施、科技管理体系的建设，加快关键技术攻关， 加强自主创新，面向国内、国际开拓市场， 在国产化和自主化发展道路走得越来越强劲。比如， 中核北方60多年来， 取得了一大批具有自主知识产权的科技成果、专利技术和专有技术。21 世纪以来，在承担着国家多项重点生产科研任务的基础上， 抢抓国家核电产业快速发展的历史机遇， 大力推进核电燃料元件产业发展， 先后掌握了 Candu-6型重水堆核燃料元件、AFA3G 型压水堆核燃料元件、AP1000核燃料元件等制造技术， 并具备了相应的核燃料元件自主制造能力， 已成为我国主要的核电燃料元件生产研发基地， 形成了我国当前核电燃料元件产品多元化、产能规模化、路线最全的核电燃料元件制造产业新格局。

自主创新提升制造实力

记者：近年来，中国核燃料产业伴随着核工业的发展，实现了快速、高效发展， 在铀纯化

转化、铀浓缩、元件制造等几大主要产业链条上晋级迅速，展现出了勃勃生机与活力。从 “舶来品” 到自主研发，核燃料元件是中核北方创新发展的缩影。在中国核燃料元件自主创新的漫漫长途中，我们做了哪些努力，攻克了哪些困难?

冯海宁：核燃料元件产业是高科技、军民深度融合的国家重要战略产业，技术是立身之本、发展之源，缺乏自主技术，发展的主动权就无法真正掌握在自己手里。回顾核燃料元件产业在保障国防、保军转民、自主发展等不同的历史阶段， 都坚持将创新放在突出位置，走以自力更生、自主创新为主的路子，并取得了丰硕成果。

中核北方是我国核工业最早建成的 “五厂三矿” 之一，是我国重要的核材料、核燃料元件生产科研基地， 是我国核燃料产业链上的重要一环，同时也是一个 “厂所合一” 的企业， 与生俱来就有 “自主创新” 的基因。通过回眸中核北方的发展历程，可以窥一斑而知全豹地看到我国核燃料产业走过的创新之路。建厂之初， 中核北方第一代创业者心系祖国需要， 满怀报国热忱， 从全国各地汇聚到当时还是一片荒漠戈壁的大青山下，面对恶劣的自然条件、生活条件和简陋的实验条件，从 “一穷二白” 的坐标上起步， 经过艰苦卓绝的努力，为我国 “两弹一艇” 成功研制和国防建设作出了重要贡献，与其他战线核工业人一道书写了中国奇迹。

党的十一届三中全会之后， 随着国防工业转型调整，核燃料系统很多企业走入困境， 开始了保军转民，从单一的军工型企业向军民结合型企业转变，从科研生产型企业向生产经营型企业转变。也是在这一时期，见证了中核北方的责任和担当，有好几年甚至因为企业经营困难自降工资。虽然困难， 但还仍然坚持开展科研生产工作，研制了我国所有的研究试验堆、动力堆、生产堆等具有世界先进水平的核燃料元件， 特别是保住了完整的生产技术体系和核心人才队伍， 为后续的发展保住了基因和火种。

21世纪以来，中核北方抢抓核电发展机遇，大力推进核电燃料产业发展。2002 年， 经过21个月的艰苦奋战，建成我国唯一的年产200 吨铀的重水堆核电燃料元件生产线， 并提前拿出合格的第一组重水堆核燃料元件;2008 年， 建成年产200 吨铀的压水堆核电燃料元件生产线;2017年，在没有先例可以参考的情况下， 相继建成国内唯一一条年产400吨铀 (预留400 吨铀扩充接口) 的 AP1000核电燃料元件生产线和全球首条工业规模高温气冷堆核电燃料元件生产线。特别是高温气冷堆核电燃料元件生产线， 以清华大学球形燃料元件制造技术作为雏形， 在建设、调试、生产无成熟可借鉴经验的情况下， 中核北方继承和弘扬 “两弹一星” 精神和 “四个一切” 核工业精神， 坚守老一辈核工业人的抱负、骨气、胆识、操守，突破了生产工艺核心技术、设备可靠性等瓶颈问题，建成了一条完善的工业化规模的燃料元件生产线，建立了一套独有的技术、质量、安全和环保体系，稳定了生产工艺， 提高了生产线自动化水平，还培养了一批专业技术骨干队伍。这一时期，中核北方不但走出了困境， 实现了快速发展，而且还建立了适应民用与国防共同发展需要产业体系，进一步巩固了在国防建设和经济发展中的重要战略地位。

升级改进拓路发展

记者：作为我国核燃料循环产业链上的重要一环和核电 “走出去” 的重要保障， 核燃料元件制造也正从引进、消化、吸收、再创新走向自主化研制的产业升级之路，致力于 “建设面向全球、国际一流的核材料、核燃料元件生产科研基地” 的目标。中核北方为了打破了国外技术垄断，推动核电 “走出去”， 在知识产权、产业升级等方面做了哪些努力?对于产业未来的发展有着怎么样的规划?

冯海宁：中核北方依托 “厂所合一” 优势， 深化国内外交流合作， 努力形成 “小核心、大协作” 的产学研用协同创新体制。与中科院、中物院、清华大学等科研院所建立了紧密的合作关系， 围绕 ABS嬗变堆燃料元件、钍基熔盐堆燃料元件、铅铋快堆燃料元件、超高温气冷堆燃料元件、海洋核动力平台元件的研发， 金属型燃料元件、FCM 容错燃料、环形燃料元件等新一代核燃料、核材料研制，以及3D 打印、精密铸造等关键技术开发等，开展紧密合作和协同创新。同时， 依托承担的大型先进压水堆及高温气冷堆国家科技重大专项课题， 中核北方加快掌握环形燃料元件、CAP1400、高温气冷堆等具有自主知识产权的核电燃料元件制造技术，推进关键工艺技术改进、核心装备国产化替代等工作， 进一步提升自主化能力;积极响应 “一带一路” 倡议， 紧跟核电 “走出去” 步伐，围绕推进研究堆燃料元件技术出 口、CAP1400 核 电 技 术 走 出 去、 新一 代ATF 和 FCM 容错燃料研发等，深入开展国际核燃料技术交流合作，扩大在国际上的影响力。

此外，中核北方还高度重视知识产权保护工作，将公司的知识产权工作与国家、中核集团知识产权战略有机融合，建立健全知识产权管理制度和管理体系，加强对知识产权创造、运用、保护和管理等环节的管理，并围绕核电燃料制造及核技术应用，以新工艺、新产品开发及装备国产化、自动化为重点，形成了一系列具有自主知识产权的专利保护。广大科技人员知识产权意识和专利挖掘、保护能力得到进一步提升， 切实提高了专利申请和有效专利数量，将为建成核燃料元件制造知识产权优势企业提供有力支撑。

当前，核燃料产业发展的内外部环境和内生动力都在发生变化，面临新的机遇和挑战。中核北方将全面贯彻新发展理念， 坚持安全发展、创新发展，全面提升核心竞争力， 一是强化统筹协调保障能力及组织保障体系建设， 不断完善和改进现有核燃料元件生产技术、管理体系， 确保生产线安全稳定高效运行，保障国家战略需要和核电燃料元件自主供应。二是紧跟我国核电发展和“走出去” 战略的实施， 结合中核集团重水堆、高温气冷堆、 “华龙一号” 项目建设， 强化产业保障能力。三是不断提升产业智能化水平， 借助大数据、云计算技术，全面推进核燃料产业数字化、信息化、智能化建设，重点推进核燃料元件加工智能制造水平。四是推进先进核燃料元件研制，利用好现有技术研发体系和平台， 加快突破具有自主知识产权的先进压水堆新型燃料元件、耐事故燃料元件 (ATF)、环形燃料元件等创新性燃料技术，提前占据产业竞争制高点。五是针对产业链中依赖进口的关键设备、部件及原材料，加快推进自主化攻关和国产化替代工作， 解决 “卡脖子” 问题。六是大力加强科研、制造、运行和维修等环节，及技术、质量、核与辐射安全、运行管理等专业领域各类科技人才的培养工作，做好人才储备，强化人才支撑。

总的来说，60 多年来， 我国核燃料产业发展既历经困难又辉煌迭出， 但无论顺境还是逆境，始终秉承 “强核强国” 的使命， 初心不改、矢志不渝。面向未来，中核北方将坚持以安全发展为前提，持续强化产业保障能力、自主创新能力和自主可控能力，为推动我国由核大国向核强国转变继续奋斗。