人們剛開始研究反應(yīng)堆時(shí)，對(duì)于冷卻劑的選用，人們首先想到的是氣體，比如二氧化碳。

　　這簡(jiǎn)直是一個(gè)天才的想法！

　　石墨慢化的堆芯，加上數(shù)臺(tái)功率強(qiáng)勁的鼓風(fēng)機(jī)，就能輕松構(gòu)成了一座反應(yīng)堆。電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比現(xiàn)在壓水堆主泵簡(jiǎn)單，氣冷的堆芯也從來不用擔(dān)心核泄漏，更不用擔(dān)心冷卻劑泄漏。在極端情況下，只要對(duì)著堆芯吹風(fēng)，堆芯就不存在熔毀的風(fēng)險(xiǎn)，安全性比現(xiàn)在流行的壓水和沸水反應(yīng)堆不知道到高哪去了。

　　英國，法國，德國在早期研制商用反應(yīng)堆時(shí)，都義無反顧的選擇了氣冷堆的技術(shù)路線。英國更是領(lǐng)先一步，建造了人類歷史上第一座商用氣冷堆，過氣的日不落帝國再次向世界展現(xiàn)了其瘦死駱駝比馬大的實(shí)力。

　　英國是研究早期氣冷堆最積極的國家，在技術(shù)還未成熟時(shí)，英國就急不可耐地在國內(nèi)建造了數(shù)十座氣冷堆核電站，同時(shí)還向世界出口。當(dāng)十年后這些早期氣冷堆的缺點(diǎn)顯露出來的時(shí)候，英國既坑了自己，也坑了其他國家，比如日本。

　　法國人剛開始也想搞氣冷堆，經(jīng)過法國浪漫的科學(xué)家門的不屑努力，法國在60年代初也建成了自己的氣冷堆，就在科學(xué)家們準(zhǔn)備慶祝的時(shí)候，他們尷尬的發(fā)現(xiàn)，這座氣冷堆發(fā)的電，還不夠反應(yīng)堆的主風(fēng)機(jī)的消耗。法國人創(chuàng)造了工程的奇跡，建成了人類歷史上第一座耗電比發(fā)電多的核電機(jī)組。

　　當(dāng)時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)不成熟，耗電巨大，氣冷堆的堆芯設(shè)計(jì)還處于起步階段，堆芯巨大，燃料密度低，不適合提高單機(jī)功率，經(jīng)濟(jì)性差，加上氣冷堆的其他缺陷，氣冷堆這種看似天才的技術(shù)方案，漸漸被水冷堆取代。看到英法這兩個(gè)打頭陣的難兄難弟犧牲在了氣冷堆技術(shù)路線上，世界其他國家開始轉(zhuǎn)而發(fā)展壓水堆，將氣冷堆作為備用技術(shù)扔在了一邊。

　　然而，氣冷堆還是時(shí)不時(shí)被核電科學(xué)家們想起來。科學(xué)家們認(rèn)為，只要解決鼓風(fēng)機(jī)的問題和堆芯設(shè)計(jì)問題，就解決了氣冷堆的可靠性和經(jīng)濟(jì)性問題，這樣，氣冷堆依然是一種極有前途的反應(yīng)堆技術(shù)。

　　上世紀(jì)70年代，氣冷堆開始成為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)未來反應(yīng)堆研究的重點(diǎn)堆型。德國創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)了球床反應(yīng)堆，美日設(shè)計(jì)了菱形反應(yīng)堆，這兩種堆型很快便成為了氣冷堆研究最主要的兩種堆型。

　　上世紀(jì)70年代初，我國開始研究快堆技術(shù)。與很多人想象的不一樣，我國快堆研究初期，對(duì)于快堆的冷卻劑，科學(xué)家們首先想到的并不是現(xiàn)在的液態(tài)鈉，而是氣體，比如惰性氣體氦氣。

　　我國的重大科研項(xiàng)目都有個(gè)特點(diǎn)，總結(jié)來說就是“零基礎(chǔ)研究XX，從入門到精通”。快堆研究更是如此，當(dāng)時(shí)我國沒有快堆技術(shù)，技術(shù)的渣都沒有，科學(xué)家將快堆研究分為了數(shù)十個(gè)子課題，反應(yīng)堆氣冷技術(shù)也是這眾多課題中的一個(gè)。這個(gè)課題完全靠自己研究是不現(xiàn)實(shí)的，只有放眼世界，看看哪國技術(shù)好，就去取點(diǎn)經(jīng)再說。

　　此時(shí)，正是德國氣冷堆技術(shù)研究處于低谷的時(shí)期。德國雖然首創(chuàng)了球床式氣冷堆，但是在工程上，氣冷堆研究卻出了一大堆問題，如1973年，AVR氣冷堆的放射性氚泄漏突然增加，1976年，因堆芯溫度不穩(wěn)定，局部溫度過高，導(dǎo)致整個(gè)一回路被放射性物質(zhì)污染，1978年蒸汽發(fā)生器又發(fā)生了泄漏……德國的試驗(yàn)氣冷堆上出的事，幾乎顛覆了德國人嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的形象，在德國這個(gè)反核勢(shì)力最強(qiáng)大的國家，這些事情發(fā)生后，氣冷堆等于在德國已經(jīng)走到了末路。

　　1979年，德國“氣冷堆之父”蘇爾登博士受邀來清華大學(xué)做學(xué)術(shù)演講，他驚訝的發(fā)生中國竟然還有這樣一群熱愛氣冷堆技術(shù)的學(xué)者，這讓他頗為欣慰。蘇爾登博士將德國的氣冷堆技術(shù)幾乎是傾囊相授，不僅向清華大學(xué)的氣冷堆技術(shù)研究科學(xué)家們介紹了氣冷堆的基礎(chǔ)知識(shí)，還將德國研究氣冷堆的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，設(shè)計(jì)，建造的主要知識(shí)都教給了這些中國學(xué)者?？紤]到氣冷堆技術(shù)在德國的前途，蘇爾登博士向中國學(xué)者傳授氣冷堆技術(shù)的場(chǎng)景，頗似金輪法王求著教郭襄龍象波若功的情景。

　　爾后，蘇爾登博士又邀請(qǐng)清華大學(xué)的核科學(xué)家們?nèi)サ聡鴮W(xué)習(xí)氣冷堆技術(shù)。以王大中為代表的我國核科學(xué)家們，開始赴德國學(xué)習(xí)氣冷堆技術(shù)。

　　在80年代，核電界對(duì)氣冷堆有著兩種截然不同的看法。

　　支持派認(rèn)為，氣冷堆具有天然的安全性和經(jīng)濟(jì)性，在安全性上，當(dāng)氣冷堆的堆芯溫度上升到一定程度時(shí)（約1600攝氏度），反應(yīng)堆會(huì)因溫度升高和自動(dòng)停堆，這樣就避免出現(xiàn)普通壓水堆事故時(shí)無法停堆而熔毀的情況。在經(jīng)濟(jì)性上，氣冷堆的這種固有安全性，讓反應(yīng)堆不需要安裝普通壓水堆類似的專設(shè)安全系統(tǒng)，大大節(jié)約了反應(yīng)堆的建造成本，而這種安全系統(tǒng)的巨額成本，恰恰是導(dǎo)致現(xiàn)在的三代核電站成本飆升的重要因素。

　　反對(duì)派認(rèn)為，氣冷堆就和核聚變一樣，就是一個(gè)看起來很美麗的氣泡而已。理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。英法早期氣冷堆的失敗就不多說了，在當(dāng)時(shí)建造的新型氣冷堆中，堆芯局部溫度難以控制，燃料難以處理，以及反應(yīng)堆風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)難度大等原因，都在一次次證明氣冷堆并不是那么好實(shí)現(xiàn)的。

　　王大中到了德國后，并沒有過多的思考上述問題，或者說，作為一個(gè)實(shí)干家，他并不屑于考慮上述的問題。德國當(dāng)時(shí)的氣冷堆技術(shù)并不成熟，甚至還不如后來南非搞得好，王大中從1981年1月到德國學(xué)習(xí)氣冷堆技術(shù)，到1982年10月取得博士學(xué)位回國，在不到兩年的時(shí)間內(nèi)，做了一百多個(gè)方案，去研究氣冷堆的相關(guān)技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了球床氣冷堆功率從20萬千瓦到50萬千瓦的飛躍。

　　王大中設(shè)計(jì)的大功率安全自穩(wěn)定性球床氣冷反應(yīng)堆，讓蘇爾登博士激動(dòng)地?zé)釡I盈眶，經(jīng)蘇爾登博士推薦，王大中設(shè)計(jì)的這種反應(yīng)堆，在美英法日意蘇等研究氣冷堆的主要國家進(jìn)行了專利登記。這實(shí)際上標(biāo)志著我國氣冷堆技術(shù)已經(jīng)處于了國際領(lǐng)先地位。

　　王大中回國后，成為我國高溫氣冷堆研究的核心人物。1986年，在“863”計(jì)劃中，我國將快堆，高溫氣冷堆和聚變堆作為“863”能源計(jì)劃研究的三種先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)路線。1986年，那時(shí)中國人才剛剛解決了溫飽問題，而國家的能源戰(zhàn)略，已經(jīng)規(guī)劃到了百年（氣冷堆）甚至千年（聚變堆）以后，我國領(lǐng)導(dǎo)層的戰(zhàn)略眼光可見一斑。

　　好的開始就是成功的一半，當(dāng)王大中回國后，我國氣冷堆的發(fā)展就進(jìn)入了“從入門到精通的過程”。

　　上世紀(jì)80年代中期，回國不久的王大中利用游泳池屏蔽試驗(yàn)反應(yīng)堆進(jìn)行低溫核供熱試驗(yàn)，讓核反應(yīng)堆除了發(fā)電，還能給工廠甚至居民區(qū)供熱，開辟了核反應(yīng)堆應(yīng)用新功能。1995年6月，我國首臺(tái)高溫氣冷堆機(jī)組開始動(dòng)工建設(shè)，并在2000年順利裝料，并在當(dāng)年年底實(shí)現(xiàn)了首次臨界。

　　這座10MW的氣冷堆和我們熟悉的普通反應(yīng)堆完全不一樣，它沒有主泵，只有主鼓風(fēng)機(jī)，他的堆芯沒有水，只有惰性氣體氦氣，他的堆芯也沒有一組一組整齊擺放的核燃料組建，只有一個(gè)個(gè)類似高爾夫球一樣的燃料球（這正是球床反應(yīng)堆得名的原因）。同時(shí)，這座反應(yīng)堆也沒有復(fù)雜的安全系統(tǒng)，甚至都沒有安全系統(tǒng)，因?yàn)樵趪?yán)重事故工況下的固有安全穩(wěn)定性，讓它并不需要安全保護(hù)系統(tǒng)。而且，這座反應(yīng)堆還是一座內(nèi)陸反應(yīng)堆（我國的很多實(shí)驗(yàn)堆都建造內(nèi)地）。

球床式高溫氣冷堆的燃料球

　　這座試驗(yàn)堆的成功建設(shè)，標(biāo)志著我國高溫氣冷堆從理論上趕超世界，變成了實(shí)際上的趕超世界。我國已經(jīng)掌握了高溫氣冷堆的技術(shù)，稍作技術(shù)完善，便可實(shí)現(xiàn)商用。

　　2002年，世界國際論壇確定了六中堆型作為第四代核反應(yīng)堆的技術(shù)路線，其中之一便是高溫氣冷堆。第四代核反應(yīng)堆技術(shù)在強(qiáng)調(diào)安全性的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，而不像現(xiàn)在的第三代反應(yīng)堆技術(shù)，片面強(qiáng)調(diào)安全性而犧牲經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)成了一種通病。

　　不過，我國的高溫氣冷堆技術(shù)還有一點(diǎn)并不滿足四代反應(yīng)堆要求，即出口溫度，四代反應(yīng)堆的出口溫度要求在1000攝氏度以上，而我國的高溫氣冷堆設(shè)計(jì)的出口溫度是950度，但這并非一個(gè)關(guān)鍵問題，當(dāng)初這個(gè)“1000度”的標(biāo)準(zhǔn)，主要是考慮到四代反應(yīng)堆能夠用于制氫，不算關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在山東石島灣建設(shè)的高溫氣冷堆商用示范堆中，其業(yè)主華能集團(tuán)和清華大學(xué)，在宣傳時(shí)，也是精確地使用“世界首臺(tái)具備第四代核能系統(tǒng)安全特性的商用核電機(jī)組”來描述這兩臺(tái)60萬千瓦的高溫氣冷堆機(jī)組。

　　在中國快速推進(jìn)高溫氣冷堆商用的時(shí)候，日美等國也在拼命研究氣冷堆技術(shù)，但是他們的項(xiàng)目囿于資金，尤其是政治上的阻礙，推進(jìn)一直不順利。目前，我國在山東石島灣建造的60萬千瓦高溫氣冷堆機(jī)組正在建設(shè)中，我國已經(jīng)開始領(lǐng)跑第四代核電技術(shù)。

　　氣冷堆這個(gè)技術(shù)，怎么說呢，就像一本藏于山洞中的絕世武功，有的國家覺得練了容易走火入魔，避而遠(yuǎn)之，有的國家練著練著，覺得平淡無奇，束之高閣，有的國家迫于民眾壓力，只能偷偷摸摸的練，只有中國，不只是練了，還將其完善并發(fā)揚(yáng)光大。

　　當(dāng)氣冷堆遇到中國，應(yīng)該算是氣冷堆技術(shù)的幸運(yùn)，因?yàn)樾录夹g(shù)快速發(fā)展需要滿足三個(gè)要素，即國家對(duì)新技術(shù)求知若渴，國家有一大批聰明好學(xué)的學(xué)者，國家對(duì)新技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)力支持，當(dāng)今世界，唯有中國最符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，所以，高溫氣冷堆在中國發(fā)展起來，并不奇怪。