九〇九基地實(shí)驗(yàn)室的故事
王秀清
我的前半生，20年光陰在四川九〇九基地度過，源于北京715所一室張英俊報(bào)告所長周圣洋1965年派人去清華選調(diào)大學(xué)畢業(yè)生，到工物系指名要我來北京715所報(bào)到。
在清華200#的核反應(yīng)堆工程現(xiàn)場，我的論文公開答辯會(huì)，國內(nèi)核工業(yè)界不少專家參加，包括北京第十五研究所的同志。該同志參加完我的論文答辯會(huì)回到研究所，立刻寫報(bào)告要求研究所去清華大學(xué)把我調(diào)來，直接參加研究所的研究項(xiàng)目。北京715所承擔(dān)開發(fā)研制國家軍用核動(dòng)力裝置的任務(wù)，研究所科研攻關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，核反應(yīng)堆堆芯流量分配測量的實(shí)驗(yàn)方法尚未解決。因?yàn)榈弥耶厴I(yè)論文所論述的堆芯流量測量方法后，研究所相關(guān)人員建議采用我論文使用的方法，進(jìn)行核反應(yīng)堆堆芯流量分配測量實(shí)驗(yàn)，獲得研究所領(lǐng)導(dǎo)同意，指派人事部門在高等院校畢業(yè)生分配前去清華大學(xué)，爭取清華大學(xué)分配我去研究所工作。
張英俊是我的核反應(yīng)堆水力研究專業(yè)課題組長，此后從反應(yīng)堆水力實(shí)驗(yàn)出發(fā)，開始了我的科技專業(yè)工作的拼搏人生。
一、從一張圖片說起
1966年九〇九基地承擔(dān)中國長征一號(hào)核潛艇反應(yīng)堆水力模擬實(shí)驗(yàn)室(14#3)初期基建留影。
該圖片擺放在九〇九基地科技館展出，并收錄在《影入平羌》一書文章內(nèi)，我的專業(yè)工作與它息息相關(guān)。該實(shí)驗(yàn)室九〇九施工現(xiàn)場工藝編號(hào)14號(hào)3(14#3)，與其配套的實(shí)驗(yàn)室還有14#1承擔(dān)小型水力實(shí)驗(yàn);14#2承擔(dān)流量儀表標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)和標(biāo)定;14#4承擔(dān)空氣介質(zhì)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
該圖片是14#3建設(shè)初期，實(shí)驗(yàn)室旁的解放軍值班室與營房，尚未完工。由于，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有1/2比例的09核反應(yīng)堆整體實(shí)驗(yàn)裝置，保密要求高，有一個(gè)班的解放軍戰(zhàn)士守衛(wèi)。它的拱形屋頂結(jié)構(gòu)，在九〇九基地2號(hào)點(diǎn)獨(dú)一無二，也許是該照片核動(dòng)力院保存至今，放在院科技館展出的原因吧。
1965年，我北京715所報(bào)到后，單位馬上派我單獨(dú)出差上海熱工儀表研究所，開展軍用核動(dòng)力裝置堆芯水力實(shí)驗(yàn)用的大批量渦輪流量計(jì)的研制工作，與我同時(shí)來北京715所報(bào)到的二百多位大學(xué)畢業(yè)同仁，報(bào)到后不久被派往西北農(nóng)村參加為期一年的四清鍛煉。派我出差前，研究室指導(dǎo)員指示我，以后找時(shí)間再補(bǔ)上四清的政治鍛煉。后來眾所周知的原因，四清成為了有爭議的政治名詞，領(lǐng)導(dǎo)再也不提我補(bǔ)政治鍛煉的事了。
首先我去遠(yuǎn)離北京的上海儀表研究所、開封儀表廠，進(jìn)行大批量專用渦輪流量計(jì)研制，然后到大連523廠，駐廠參加軍用核動(dòng)力裝置水力實(shí)驗(yàn)設(shè)備制造。1966年底，目送裝載實(shí)驗(yàn)設(shè)備的軍列，駛出523廠的廠區(qū)大門，奉命馬上去四川九〇九基地，在14#3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備安裝，調(diào)試完成實(shí)驗(yàn)課題：包括堆芯流量場、壓力場和堆芯冷卻劑的攪渾實(shí)驗(yàn)等。
1970年09核動(dòng)力裝置提升功率前全部完成上述實(shí)驗(yàn)課題。此后，除參加09后續(xù)核潛艇船廠的核反應(yīng)堆冷卻劑熱工水力調(diào)試以外，1975年參加801堆的全場斷電實(shí)驗(yàn)，九院綿陽游泳池核反應(yīng)堆的瞬態(tài)流量測量，北京原子能院重水堆的堆芯流量測量等研究課題。可以說，上世紀(jì)70—80年代，全國核反應(yīng)堆都留下了九〇九基地水力實(shí)驗(yàn)室的身影。
1980年909基地2號(hào)點(diǎn)14#4實(shí)驗(yàn)室大樓前,全室同事合影。前排左起：劉漢勛、王培信、張德美、李勃、宗桂芳、張英俊;中排左起:宋自壽、王瑞萍、鐘德珍、楊惠敏、康敏、劉培根、金永彬、高樹藩;后排左起：施華明、張年緒、張兆豐、王秀清、李賢渠、史道興、蔡竹悌、張煥全。
二、驚心動(dòng)魄的801堆全廠斷電實(shí)驗(yàn)
1975年我已經(jīng)成為中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院核反應(yīng)堆水力實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)負(fù)責(zé)人。畢業(yè)后十年，我又面臨一次工程技術(shù)領(lǐng)域巨大機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)的考驗(yàn)，最后獲得了成功。我國第一個(gè)用于核材料生產(chǎn)的大功率核反應(yīng)堆稱之為生產(chǎn)核反應(yīng)堆，主管單位國務(wù)院核工業(yè)部準(zhǔn)備提高該反應(yīng)堆的運(yùn)行功率，以便擴(kuò)大軍用核材料產(chǎn)量。為了核反應(yīng)堆的安全，必須驗(yàn)證提高功率所使用分析計(jì)算程序的準(zhǔn)確性，需要做核反應(yīng)堆熱工水力瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)。
由于事關(guān)重大，核工業(yè)部向國務(wù)院和中央軍委提出申請，在該核反應(yīng)堆上，進(jìn)行一次帶功率的全廠斷電實(shí)驗(yàn)。核能領(lǐng)域?qū)I(yè)人士都清楚，全廠斷電是最容易引發(fā)核動(dòng)力廠嚴(yán)重事故的初始事件，核動(dòng)力廠在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行各個(gè)階段，采取眾多措施提高安全防范，避免核動(dòng)力廠運(yùn)行時(shí)，全廠斷電事件發(fā)生。該核反應(yīng)堆的帶功率全廠斷電實(shí)驗(yàn)，面臨災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)，但是如果實(shí)驗(yàn)成功就能達(dá)到提高軍用核材料產(chǎn)量的目的。
最后，周恩來總理批復(fù)：同意實(shí)驗(yàn)，只能做一次，只許成功不許失敗!為完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，廠方和北京某研究院的專業(yè)人員已經(jīng)提前一年準(zhǔn)備了實(shí)驗(yàn)方案。原定全廠斷電實(shí)驗(yàn)日期的前兩周，核工業(yè)部通知中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，要求相關(guān)專業(yè)人員，來現(xiàn)場觀摩和咨詢該實(shí)驗(yàn)。因?yàn)橹袊藙?dòng)力研究設(shè)計(jì)院剛剛完成軍用核動(dòng)力裝置科研項(xiàng)目，具備核反應(yīng)堆堆芯熱工水力分析和實(shí)驗(yàn)的能力，接到上級(jí)通知，我和我院其他一批同志立刻來到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。801堆全廠斷電實(shí)驗(yàn)總指揮、廠方總工程師王鼎銓同志，主持現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)方案介紹會(huì)，他感到實(shí)驗(yàn)方案還需要完善，因?yàn)槭褂玫膶?shí)驗(yàn)測量傳感器是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)原有的運(yùn)行測量儀表，反應(yīng)堆堆芯沒有設(shè)置測量點(diǎn)。
會(huì)議中，他懇切地詢問我們，有沒有辦法在反應(yīng)堆堆芯設(shè)置測量點(diǎn)，大家沉默不語，我環(huán)顧左右猶豫再三，終于鼓起勇氣發(fā)言，肯定地說：有。隨后，我詳細(xì)介紹了用反應(yīng)堆堆芯渦輪流量計(jì)，測量全廠斷電核反應(yīng)堆堆芯瞬態(tài)流量的想法。此時(shí)，我方人員在會(huì)議桌下面，暗中不斷地拉我的衣角，示意不讓我介入該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槊媾R如此大的風(fēng)險(xiǎn)，又沒有實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間，萬一失敗，會(huì)影響中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院在核工業(yè)領(lǐng)域的聲譽(yù)。不久前我院完成軍用核動(dòng)力裝置開發(fā)，得到了國家肯定，而且我院又沒有承擔(dān)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，為中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院的聲譽(yù)考慮，同來實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的我院同志，認(rèn)為我沒有必要冒大風(fēng)險(xiǎn)介入這個(gè)實(shí)驗(yàn)。但是，他們無法公開發(fā)表意見，只能暗示給我。
聽完我的發(fā)言，王鼎銓同志完全同意我的方案，立刻派廠方人員動(dòng)身，去四川夾江中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院二所我的辦公室，取專用渦輪流量計(jì)和測量儀表，并且報(bào)請北京領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)協(xié)助，動(dòng)用專用火車車廂從四川夾江雙?；疖囌緦Ｈ搜哼\(yùn)這批儀表到甘肅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。同時(shí)，我在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場緊張地進(jìn)行渦輪流量計(jì)裝入反應(yīng)堆堆芯和測量的準(zhǔn)備工作。在啟動(dòng)全廠斷電實(shí)驗(yàn)的前一天，如期把改裝后的專用渦輪流量計(jì)準(zhǔn)確裝進(jìn)反應(yīng)堆堆芯。
我選擇在反應(yīng)堆廠房內(nèi)反應(yīng)堆堆芯頂部，屏蔽鑄鐵板塊做成的反應(yīng)堆大廳地板上面，安放堆芯渦輪流量計(jì)輸出信號(hào)記錄儀表和進(jìn)行全廠斷電實(shí)驗(yàn)相關(guān)的測量操作。輻射安全防護(hù)規(guī)定，常規(guī)運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)堆大廳不允許人員進(jìn)入。雖然實(shí)驗(yàn)時(shí)測量操作人員，在反應(yīng)堆大廳會(huì)受到微量放射性輻照，但是這種測量方式，從反應(yīng)堆堆芯渦輪流量計(jì)引出信號(hào)電纜線的長度短，堆芯頂部與相應(yīng)空間具有良好的電磁屏蔽性能，能夠有效地屏蔽全廠斷電瞬間的強(qiáng)大電磁場沖擊。
次日，實(shí)驗(yàn)按照計(jì)劃進(jìn)行，王鼎銓同志一聲口令，專門為801廠核反應(yīng)堆供應(yīng)電力的803發(fā)電廠，在核反應(yīng)堆80%額定功率運(yùn)行工況下，執(zhí)行了全廠斷電的拉閘操作。此時(shí)，直接安放在反應(yīng)堆大廳地板上面，位于反應(yīng)堆堆芯頂部，我們的五筆動(dòng)態(tài)記錄儀，在記錄紙上準(zhǔn)確地繪出反應(yīng)堆堆芯的瞬態(tài)流量曲線，實(shí)驗(yàn)完全成功!此時(shí)，廠方和北京某研究院用一年時(shí)間準(zhǔn)備的原實(shí)驗(yàn)方案，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)記錄儀表放置在反應(yīng)堆廠房外面有大量機(jī)電設(shè)備的房間內(nèi)，由于實(shí)驗(yàn)測量的動(dòng)態(tài)記錄儀表，受到全廠斷電強(qiáng)大電磁波沖擊，引發(fā)儀表記錄筆的自激震蕩，該儀表的瞬態(tài)測量功能全部失效，沒有完成測試任務(wù)。
1986年我在中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院聽到切爾諾貝利事故的新聞消息，出了一身冷汗。因?yàn)椋?01廠核反應(yīng)堆與切爾諾貝利核反應(yīng)堆屬于同一個(gè)反應(yīng)堆類型，用輕水作冷卻劑、石墨作慢化劑的大型核反應(yīng)堆，其熱工水力特性、物理特性、堆芯結(jié)構(gòu)都類似。801堆全廠斷電實(shí)驗(yàn)和引發(fā)切爾諾貝利事故的初始實(shí)驗(yàn)，雖然各自測量的參數(shù)不同，但是同屬于核反應(yīng)堆帶功率的現(xiàn)場瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)。應(yīng)該說我們的實(shí)驗(yàn)更危險(xiǎn)。因?yàn)槲覀兊膶?shí)驗(yàn)人員直接在反應(yīng)堆廠房內(nèi)的堆芯頂部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量操作，實(shí)驗(yàn)前反應(yīng)堆運(yùn)行在80%額定熱功率。而切爾諾貝利事故前，反應(yīng)堆運(yùn)行在5%額定熱功率，實(shí)驗(yàn)人員在反應(yīng)堆廠房外的控制室和常規(guī)氣輪機(jī)廠房內(nèi)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和測量。
切爾諾貝利事故造成世界性災(zāi)難后果，不由引起我對(duì)801堆全廠斷電實(shí)驗(yàn)的事后心理恐懼，如果當(dāng)年全廠斷電實(shí)驗(yàn)發(fā)生類似于，切爾諾貝利式的反應(yīng)堆堆芯，蒸汽與石墨激烈反應(yīng)引發(fā)的爆炸和放射性物質(zhì)嚴(yán)重污染環(huán)境事故，在核反應(yīng)堆堆芯頂部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量操作的我們中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院一批人員將首先遇難?，F(xiàn)在充分理解，我發(fā)言時(shí)，我院和我同去實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的同志暗中頻頻拉我的衣角，示意我不要介入該實(shí)驗(yàn)是有道理的。
今天，人生職業(yè)生涯經(jīng)歷了五十年，研究切爾諾貝利事故原因以后，有理由確信，如果切爾諾貝利實(shí)驗(yàn)由中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院科研人員，按照中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，開發(fā)軍用核動(dòng)力裝置的嚴(yán)謹(jǐn)、精確，勇于突破的科研作風(fēng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，切爾諾貝利事故本不會(huì)發(fā)生?；叵氪耸?，感謝九〇九基地，不僅給我面向困難的勇氣，也鍛練了我腳踏實(shí)地的科研作風(fēng)，使得我能夠在801廠全廠斷電實(shí)驗(yàn)中獲得成功。
1978年，第一屆全國科學(xué)大會(huì)召開，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院完成的801廠全廠斷電實(shí)驗(yàn)和長征一號(hào)攻擊核潛艇核動(dòng)力裝置水力實(shí)驗(yàn)，同時(shí)各自獲得全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。
1992年清華大學(xué)200#的低溫供熱核反應(yīng)堆冷卻劑自然循環(huán)的堆芯流量測量，也是我接受了王大中校長邀請，在北京，利用九〇九基地設(shè)備、材料、人員，完成核反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教育部授予該課題，教育部1992年科學(xué)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。
王秀清獲獎(jiǎng)的證書和獎(jiǎng)?wù)潞嫌啊?/p>
三、一次危險(xiǎn)的后續(xù)核潛艇在船廠反應(yīng)堆熱工水力調(diào)試實(shí)驗(yàn)
1978年夏末秋初，突然接到核動(dòng)力院科技處下達(dá)的任務(wù)，參加核潛艇在葫蘆島船廠反應(yīng)堆熱工水力調(diào)試實(shí)驗(yàn)。因?yàn)樵瓉沓袚?dān)此任務(wù)單位，接到葫蘆島船廠核潛艇現(xiàn)場調(diào)試的安排日程表，因?yàn)闆]有準(zhǔn)備好，推脫執(zhí)行該任務(wù)，核動(dòng)力院科技處把任務(wù)轉(zhuǎn)交我們完成。
我們接到任務(wù)，十幾位實(shí)驗(yàn)室同事，攜帶數(shù)字頻率計(jì)，光線掃描動(dòng)態(tài)記錄儀，各種口徑渦輪流量計(jì)，立刻出發(fā)奔赴葫蘆島船廠。船廠的核潛艇調(diào)試程序僅給我們安排2個(gè)小時(shí)，實(shí)驗(yàn)測量反應(yīng)堆一回路冷卻劑的瞬態(tài)流動(dòng)。如果試驗(yàn)期間發(fā)生問題，不管實(shí)驗(yàn)成功與否，立刻結(jié)束實(shí)驗(yàn)，退出核潛艇!交給我們的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，是一份限時(shí)間的軍令狀，我明白了原承擔(dān)單位拒絕來此的原因!既來之，必勝之，我們有完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的信心：我們攜帶的測量儀表是當(dāng)時(shí)國內(nèi)最先進(jìn)的儀表，都是雙套，避免實(shí)驗(yàn)臨時(shí)儀表故障，浪費(fèi)時(shí)間，手頭有備用替換。來到船廠立刻利用船廠倉庫，擺開儀表，演練現(xiàn)場操作，熟悉實(shí)驗(yàn)程序。核潛艇反應(yīng)堆一回路，有四臺(tái)屏蔽式主泵，在兩個(gè)回路為堆芯輸送冷卻劑，每條回路兩臺(tái)主泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。在兩小時(shí)內(nèi)，測量4臺(tái)主泵的各自啟動(dòng)、停車，根據(jù)潛艇運(yùn)行需要交叉運(yùn)行，各種形式的交叉作業(yè)的冷卻劑瞬態(tài)流動(dòng)測量是我們實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
在船廠倉庫演練后，大家熟悉了操作，準(zhǔn)備工作完成。根據(jù)核潛艇調(diào)試程序，我們按時(shí)進(jìn)入堆艙，堆艙電器操縱員和我們測量團(tuán)隊(duì)，均聽我指揮，反復(fù)開啟、關(guān)閉各臺(tái)主泵，形成反應(yīng)堆一回路各種瞬態(tài)流動(dòng)，我們測量團(tuán)隊(duì)進(jìn)行測量操作，由一臺(tái)光線掃描動(dòng)態(tài)記錄儀，在膠卷上，繪出瞬態(tài)流動(dòng)曲線，我不停的連續(xù)發(fā)出幾十次操作命令，最后2小時(shí)內(nèi)完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)，退出堆艙，實(shí)驗(yàn)成功，大家皆大歡喜!后來，該課題受到核動(dòng)力院表揚(yáng)，并獲得國防科工委科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。
令我驚訝，從葫蘆島船廠，剛回到四川核動(dòng)力院，院科技處電話告訴我，葫蘆島船廠來電話，核反應(yīng)堆屏蔽泵的鋼內(nèi)套發(fā)現(xiàn)裂紋，懷疑我們實(shí)驗(yàn)屏蔽泵啟動(dòng)、停車頻繁，所致鋼內(nèi)套裂紋?我才意識(shí)到這是一次危險(xiǎn)的后續(xù)核潛艇在船廠的反應(yīng)堆水力調(diào)試實(shí)驗(yàn)?要承擔(dān)毀壞軍用裝置責(zé)任，不得了?一周后，科技處又來電話，船廠去備件倉庫，查看倉庫備用主泵，發(fā)現(xiàn)主泵鋼內(nèi)套也有裂紋，裂紋是廠家的產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任。我們從被懷疑對(duì)象陰影走出來，使我意識(shí)到，軍品軍令重如山。很幸運(yùn)，雖然我們的核潛艇科研作為沒有陷入誤區(qū)，但是此事仍記憶猶新!我懷念那段艱苦奮斗的歲月。
2018年9月4日，我參觀了位于北京西南郊房山區(qū)原新東路19號(hào)中國核工業(yè)科技館，經(jīng)國家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的國內(nèi)首個(gè)系統(tǒng)介紹核科技知識(shí)、核工業(yè)成就的國家級(jí)行業(yè)館，隸屬中國核工業(yè)集團(tuán)公司。被中國科協(xié)和國家文物局評(píng)價(jià)為“填補(bǔ)了我國行業(yè)科技館的空白”，先后被選為國家國防教育示范基地、國家環(huán)保教育基地、全國核科普教育基地。
2018年9月4日北京中國核工業(yè)科技館，在全廠斷電實(shí)驗(yàn)的801生產(chǎn)堆模型旁留影。
弘揚(yáng)09精神，感謝陳晉南、張兆豐、王天錫和張英俊對(duì)本文的審閱、糾正和補(bǔ)充!
參考文獻(xiàn)：
[1]王秀清主編，孫吉榮副主編，影入平羌——一代核科學(xué)家的奮斗人生.四川教育出版社，2024.8.
2024年11月18日
(作者系國家生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心退休干部、研究員)