淇具之窗个人文集:崔朝晖文集

 
     

 

 

6 我国第一座军用钚生产堆

 
 

原子弹的装料有两种:一种是铀-235,一种是钚-239。二机部把生产铀-235的各个环节统称为一线或铀线,把生产钚-239的各个环节统称为二线或钚线。1960年原苏联政府停止援助撤走专家之后,我国决定集中力量加强一线建设,暂停二线建设。到1964年我国第一颗原子弹爆炸为止,生产铀-235装料的一线已基本建成。生产钚-239装料的二线包括:生产钚-239的核反应堆工厂、热铀后处理工厂(从反应堆照射过的元件内提取钚-239)和钚化学冶金和钚核部件加工制造工厂。坐落在万里长城终点嘉峪关外一片荒无人烟的大戈壁滩上的酒泉原子能联合企业(404)这个我国最大的核工厂,既在一线又在二线中占有重要地位。二线的主要工厂都在酒泉原子能联合企业内。我国第一座军用钚生产堆工厂就是酒泉原子能联合企业中的一个分厂——二分厂。

钚在自然界并不存在。一般是以含有铀-238和铀-235(占0.714%)的天然铀金属元件为燃料,在反应堆中经中子辐照生成。在反应堆内天然铀中的一个铀-235原子核吸收一个热中子后平均放出2.5个次级中子和大量热量。经慢化后一个热中子再使其他铀-235原子核发生裂变,维持反应堆的链式反应。其余的中子除被慢化剂、冷却剂、结构材料等吸收掉以及从反应堆泄漏出去的部分以外,剩下的中子与铀-238原子核发生核反应生成铀-239。铀-239经β衰变放出一个βˉ粒子生成镎-239。镎-239再经β衰变放出一个βˉ粒子而生成钚-239。钚-239为剧毒金属,具有α和γ放射性,半衰期为24300年。这就是在钚生产堆中生产钚-239的基本原理。

1958130日选定了生产堆的厂址。同年4月原苏联方面开始生产堆的初步设计。1959421日开始施工设计。19603月破土动工,8月挖成堆本体地基,并打成了混凝土底板。

正当生产堆设计工作和工程建设迅速推进的时候,原苏联政府撕毁了合作协定,于1960822日撤走了设计院的专家,停止了一切技术资料和设备材料的供应。原计划由原苏联供应的500项设备,只到货27项。工程设计资料应有322册,实际只提供了177册。由于缺乏关键部件、材料和设备,如燃料元件、工艺管、主泵、热交换器等的工艺参数,施工设计无法进行,工程被迫停止。在停工期间,反应堆工程的建设者们,在全国大力支援之下,自力更生,愤发图强,大力开展了材料设备的试制和与反应堆有关的研究试验工作。

1960年到1966年三季度,开展了反应堆堆芯的温度系数计算、反应堆防护层计算、工艺管水力和燃料元件状态试验等试验研究工作。

19623月,由一机部和二机部组成生产堆设备领导小组。5月底就安排了516项设备制造任务。19628月,由一机部和二机部成立联合设计处,开展设备设计工作。

1962年设计院制定出石墨轻水堆的第一个换料方案。1965年编制出了石墨轻水堆设计总说明书。

19633月到5月,三机部承担了电子仪器、自动控制仪表及光学仪器的研制任务。

1964年,反应堆工厂成立了反应堆物理启动小组,开始了反应堆启动的准备工作。

196510月,包头核燃料元件厂(202厂)生产出了反应堆核燃料元件的合格产品。

1966年初,冶金部哈尔滨101厂正式生产出了堆芯放置核燃料元件的管道——合金铝工艺管。吉林201厂按时生产出了符合机械性能和核性能要求的石墨砌体与套管。      

承担设备试制任务的技术人员和工人,都以能为我国原子能事业出力而感到光荣。他们充分发挥自己的聪明才智,千方百计完成所承担的任务。如反应堆的关键设备——一回路主泵,是一种非标准的大型离心泵,重达11吨,壁厚150毫米,泵体全由不锈钢铸造。沈阳水泵厂的技术人员刻苦钻研,于1962628日就完成了设计,在试制过程中经几十次试验,解决了泵密封等技术关键问题,及时完成了任务。

依靠全国大协作,经过4年的艰苦努力,一批批设备、仪表运到了工地,保证了反应堆的安装工期。

为了早日恢复现场施工,二机部第二设计院于19634月完成了主厂房设计复查和修改。1963613日,反应堆主厂房恢复施工。停工110个月的现场,又恢复了热火朝天的施工局面。

1965215日,根据氢弹研制计划的需要,中央专委批准了二机部关于加速建设钚生产线的计划,酒泉原子能联合企业加紧了钚生产堆的建设进度。

1965517日,二机部成立801工程(反应堆工程代号)现场领导小组,404总工程师姜圣阶任组长,加强了工程的领导。

由于科研、设计、施工进展迅速,反应堆工厂急需配备生产运行人员参与设计和施工,并积极进行培训,为反应堆正式启动运行做好准备。就在这种形势之下,19655月,我被调到反应堆工厂任五车间车间副主任,时年30岁。这在当时就是破格提拔了。

钚生产堆的全称是石墨水冷天然铀热中子反应堆。反应堆热功率为60万千瓦,是一座庞然大物。堆芯设计活性为109 1010居里。全堆有8个大系统,即反应堆控制系统、燃料元件水力输运系统、堆芯循环水冷却系统、燃料元件密封性监察系统、辐射监测系统、电力供应系统、流量和温度监测系统、送排风与给排水系统。全厂有1300人,分8个车间:一车间负责堆芯操作、一回路冷却系统(主泵运行)和水力输运系统运行。二车间负责流量和温度监测系统运行。三车间负责电气系统运行。四车间负责三回路、给排风及给排水系统运行。五车间负责燃料元件密封性监察系统和辐射监测系统运行。六车间负责制备与提供一回路无离子高纯净化水。七车间负责机修。八车间负责制备与提供氮气和氩气。还有两个室:一室负责反应堆操纵。二室负责反应堆物理计算。厂长是孙华,总工程师是陈维敬,党委书记是周良辰。陈维敬原是原子能研究所原苏联援建,于1958年建成的,我国第一座核反应堆——研究用重水反应堆的总工程师。孙华和周良辰都是老干部。

五车间由以下部分组成,即:物理组(负责水、空气气溶胶放射性核素的物理分析)、化学组(负责放射性核素的化学分析)、仪器仪表组(负责辐射监测仪器仪表定标、维护和检修)、个人剂量组(负责从事放射性工作人员个人剂量计的发放、测量和评价)、系统运行组(负责反应堆厂房内辐射剂量场测量和操作放射性工作人员辐射安全保障、固定剂量监测仪表监视、元件密封情况监视和破损元件定位)、户外监测组(负责反应堆厂房外厂区内空气、水、地面放射性污染监测和评价)和卫生站(负责洁净区与污染区之间更衣、衣物存放、洗澡、手脚及全身放射性污染测量)。其中,运行组要昼夜值班,4班倒替上班,每班值班6小时。

五车间的车间主任叫张延厘,从水电部所属的西安某单位调来,8级工程师,大约50岁左右年纪,在电力方面有丰富的知识和经验,但缺乏核物理与核仪器方面的知识。技术和业务方面的事,基本上全由我操持。此外,还有两位车间技术员,一位叫李尚全(1964年吉林大学物理系核物理专业毕业),一位叫杜铭海(1964年清华大学工程物理系辐射防护专业毕业),协助主任工作。

 
 
 

 
 
     

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