青年突击队“硬核实力”助力打造“全球首条”

中国原子能工业有限公司团委

2021年1月9日上午9时，全球首条工业规模、我国完全拥有自主知识产权的高温气冷堆核燃料元件生产线首批产品启运。这标志着我国具备了可持续向电站提供高质量球形燃料元件的能力，也标志着我国先进核燃料元件研制技术实现了从“跟跑”“并跑”到走在世界前列的跨越。在这条生产线上，活跃着一支用青春和汗水谱写“全球首条”风采的青年队伍，他们满怀理想与追求，投身到生产科研中，致力于攻克生产中的“急、难、险、重”。

2015年5月12日，为打通生产线，高温堆元件厂团总支组织成立了“高温气冷堆核燃料元件生产线工艺研究青年突击队”，队员平均年龄仅29岁。青年突击队被分成核芯制备调试、包覆颗粒制备调试、球形燃料元件工艺试验3个小组，活跃在生产线上。

“小师傅当家”是生产线特有的现象。青年突击队中很多都是刚毕业几年的大学生，他们虽然年轻，却发挥着重要作用。在生产现场，对于设备的操作，突击队员们不局限于掌握基本操作，还主动钻研设备程序，深入研究设备结构原理。一些常规设备出现故障时，在没有专业维修人员的情况下，他们能依靠自身的知识和经验成功解决问题，确保生产流畅，充分彰显青年担当和主动作为。

溶解槽是溶胶凝胶工艺关键设备，它的稳定对于二氧化铀核芯的制造至关重要。清华大学实验线采用的是立式溶解槽。但考虑到临界安全等工程问题，经过多方研究论证，中核北方决定采用卧式溶解槽，这是国内首次使用卧式溶解槽。设备改变了，随之而来的，溶解工艺也要改变，所有实验辛苦得来的数据、技术路线都不能采用。“负压溶解改为微正压溶解，相当于一个逆转的过程，太难了。”队员王泊宁说到。

溶解温度要提高、流量控制要精准、煮胶柱设备要改造……一系列问题等着解决。就拿流量控制来说，由于采用的是球阀，大阀门调稳小流量，考验的是手上力道的把握，只有根据波动随时微调才能精准控制。每批次分散要进行5个小时，青年突击队员们就寸步不离阀门，双眼紧盯流量表，全身处于紧张状态，连喝点水都没时间。“卧式的没人用过，风险太大。我们差点就放弃了。”王泊宁介绍到，“但我们还是坚持了下来，做了大量实验，进行了多次改进，最终我们成功了。”

如今，当看着一颗颗晶莹剔透的凝胶球通过分散器，形成流畅的线条，如涓涓细流般在氨水中不断凝实、降落，队员们脸上尽是畅快与喜悦。

包覆工艺是利用气相沉积技术，在每批约400萬个直径约0.5毫米的核芯颗粒表面依次包覆4层包覆层，就相当于给圆珠笔芯那么大的小圆珠，均匀地穿上4层厚度不同的衣服，难度之大可想而知。

包覆燃料颗粒破损率一直是影响包覆燃料颗粒合格率的“罪魁祸首”，让人头疼不已。作为突击队里平均年龄最小的一支队伍，他们抱着不气馁、不放弃的态度，以实事求是的科学精神潜心研究，从每一个细节着手，排查包覆炉温度、压力、气体流量等影响因素，甚至连环境温湿度变化、当地大气压的波动等因素，都进行了深入研究和大量的试验验证。所有人员几乎没有休息日，他们不停地开展试验、分析数据、改进工艺，终于找到影响破损率的关键原因——包覆过程中颗粒的流化状态。通过努力，突击队员们逐步优化软硬件条件和工艺过程，最终成功控制住了包覆过程中流化状态的稳定性，突破了质量大关，产品合格率达到了95%以上。

由于高温气冷堆核燃料元件生产线是从实验线转化过来的，很多操作都是手工操作。但是在生产能力扩大之后，再采取“人拉肩杠”的方式，操作难度就会很大。操作的自动化是必然的选择。但是由于球形燃料元件生产工艺过程标准要求高、专业化强，想要实现自动化，这条路并不好走。

人的感官、柔韧性和生物智能性很高，对于工艺过程中需要主动控制的因素和环节，用机器怎么去实现？生产线原本的操作空间就有限，如何设计机器？一场无声的战役在这群人和机器之间展开。“先让机器模拟人，人需要的一些操作，都在机器上逐步实现，其次对这些机器进行逻辑上的优先级处理，根据不同优先级和权限去判断先做什么再做什么，防止机器之间打架……”

为了“驯化”这些机器，青年突击队员们除了春节统一放假，一直扎根一线进行研究、调试，就没怎么休息。

如今，走进燃料球制备车间，你可以看到这条青年人用创新、奉献打造的几乎全自动化的生产线，大大小小的机器人正在有条不紊地进行着各项操作。“原先的球坯装盘，由人工搬运，料盘加上90个石墨球有50多公斤，全靠手工操作，工作强度很大。如今，这个过程全部交给了机器人，日产量由1300个提升到1800个。”高温气冷堆核燃料元件厂副厂长郑越打开了话匣子。

高温气冷堆核燃料元件生产线上的青年突击队员们多是80后、90后，他们在生产线的建设、调试、生产和工业规模转化过程中发挥了重要作用，展现了团员青年敢打硬仗、不畏艰难、乐于奉献的优良品质，用青春谱写出靓丽的风采。如今的他们，也在奋斗中不断成长，逐渐成为了推动“全球首条”顺利运行的中流砥柱。2021年9月12日，又传来了好消息，国家科技重大专项——高温气冷堆核电站示范工程首次实现临界。这支青年队伍将继续瞄准国家科技创新重大战略需求，践行“强核报国、创新奉献”的新时代核工业精神，不负韶华，青春建功新时代。他们的成长与奋斗一直在路上！