微堆之“威”——中国首座微堆实地探访

3月26日，中国的首座原型微堆抢了世界上所有核反应堆的“头条”。这一天，微堆在进行低浓化后首次实现了满功率运行，这一被视为中美核安保合作又一重大成果的进展，也被认为是向即将召开的第四届世界核安全峰会献上的一份贺礼。

这样一座原本名不见经传的微堆为什么会在世界核安保中扮演重要角色？它有哪些不为人知之处？借微堆低浓化后首次满功率运行见证活动的契机，记者跟随科研人员实地探访了这个以往鲜为媒体关注的对象。

威力之一：从90%到12.5%

说起坐落在中国原子能科学研究院内的反应堆，相对于中国实验快堆、中国先进研究堆等如雷贯耳的明星反应堆而言，微堆真可谓“名副其实”，不仅在知名度上稍显逊色，在体量上更是无法企及。它没有散热塔，也没有高耸的烟囱，更没有建筑群，而只是藏身在一座一层实验楼里面。一个圆形水池、一个反应装置、一台操作设备，这就是它的全部家当。

活动当日，平常少有客人到访的微堆实验大厅，突然热闹起来。数十平方米的房间内挤进了二三十号穿着白大褂的人，他们围绕在不锈钢栏杆周围。微堆就置于栏杆内直径为2.7米的水池内。

在原子能院院长万钢许可开堆后，喧闹的大厅立即安静下来。只见显示屏上一条红色的曲线平稳上升30余秒后突然上扬。随后，室内的灯光被关停，只见黑暗的水池底部中央有一圈幽蓝的光向四周扩散。

“这表明核反应正在进行。”大家都惊叹自己与核反应的距离竟然如此之近。万钢说，这座微堆是原子能院在1984年开发、设计、建造的，被国际原子能机构认为是三大固有安全微堆堆型之一。它的主要特点是小型、易于操作、功率低，安全性好，人们可以站住堆边观察反应。

又过40余秒后，显示屏上那条红色的曲线再次趋于平稳。此时，操纵员汇报道，微堆功率已经提升至27kW，已经实现满功率稳定运行。这意味着通过中美合作，微堆低浓化改造利用5年时间攻关终于取得了成功，实现了将微堆燃料的富集度90%的高浓铀燃料变为12.5%。

万钢介绍说，微堆主要用于中子活化分析、核仪器探头的考验、教学及培训、少量同位素生产等。此前该微堆使用高浓铀作为反应堆的燃料，不利于其广泛使用。在保证堆的大小、堆的功能都不变的情况，实现微堆低浓化，有利于其在国际上的推广应用。

威力之二：治疗癌症的神奇功效

早在多年前，微堆已经向社会展示了其独特的威力。2003年，原子能院有关科研人员在微堆上利用中子活化分析等一系列现代专业技术手段，破解了清朝皇帝光绪的死因，揭开了困扰史学界100年的谜团，即光绪系砒霜中毒死亡。这也是核技术作为自然科学与社会科学研究合作的典型范例，开辟了学术文化研究的新路径。

其实，自那次闪亮登场后，微堆并没有就此销声匿迹，科研人员在其原有的技术上进一步研发了用于治疗癌症的世界首台医院中子照射器。这台照射器模型就展示在微堆实验室大厅内，吸引了大家驻足观看。

中国工程院院士周永茂向大家介绍说，该装置运行的原理是先将一种含硼化合物注射进入人体，通过血液循环进入脑内，当用中子束照射患者肿瘤时，中子与其发生核反应，可以杀死一定范围内的肿瘤细胞，从而达到治疗目的。目前已经完成数例皮肤癌临床试验。

万钢说，中子照射器的建成填补了我国在该领域的空白，为我国在中子俘获疗法领域赶超国际水平创建了一个特色平台。该项目整套设计拥有我国全部自主知识产权，其原创设计获得国家发明专利授权。

威力之三：中国反应堆“走出去”的先行者

当前，我国核电已经成为中国装备“走出去”的两张重要名片之一。殊不知，早在1989年，我国就已经成功实现微堆出口，可以说，微堆是中国反应堆“走出去”的先行者，也积累了丰富的经验。据万钢介绍，截至目前，原子能院已经为巴基斯坦、加纳等国建设了微堆。

在2014年海牙核安全峰会上，中国曾经表示：高浓铀低浓化改造是核安全峰会确定的加强国际核安保的重要措施之一，中国承诺愿意帮助有需要的国家开展高浓铀研究堆改造工作。万钢说，中国目前已经掌握了这项技术，将为有关经验用于其他国家微堆低浓化而努力。

目前，原子能院在微堆方面已取得多项重要成果。由此，万钢希望，以微堆作为国际合作和培训的重要平台，打造和利用原子能国际交流培训中心，承接国际原子能机构、国家原子能机构框架下的和平利用核能国际交流和培训，推动核科学技术的发展和应用。（盛安陵）