說起國家能源核級鋯材研發(fā)中心,許多人可能也只是聽說過這個名字。它到底是干什么的?都干出了什么?估計沒幾個人知道。
記者見到的第一個人就是李剛。這位 38歲的留美博士后是該技術(shù)中心的關(guān)鍵人物。四年多時間,他與他的技術(shù)團隊實現(xiàn)了我國核級鋯材的自主化研發(fā),形成了一套完整的核級鋯材技術(shù)體系和質(zhì)量保證體系,使國核寶鈦具備了批量化生產(chǎn)和供應(yīng)能力,填補了國內(nèi)空白,解決了我國核級鋯材這一關(guān)鍵材料長期受制于人的問題。
這里,就讓我們一起聽聽他們辛苦研發(fā)背后的那些鮮為人知的故事。
故事一 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)讓老外滿意
核級鋯材是核電站的關(guān)鍵耗材,也是國家重要的戰(zhàn)略物資。但是,由于技術(shù)水平所限,我國的核級鋯材一直依賴進口,這也成為制約我國核電事業(yè)發(fā)展的瓶頸。
為了實現(xiàn)中國核級鋯材的國產(chǎn)化與自主化,國家核電技術(shù)公司與寶鈦集團有限公司共同出資成立了國核寶鈦鋯業(yè)股份公司,并于2009年建設(shè)國家能源核級鋯材研發(fā)中心 (含檢測中心)。
李剛就是在這個技術(shù)中心建設(shè)初期加盟國核寶鈦的。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料化學(xué)本科畢業(yè)、美國阿拉巴馬大學(xué)的化學(xué)博士、美國奧本尼州立大學(xué)的博士后,在校期間就參加了美國能源部和其他研究中心支持的項目,這些已使李剛在業(yè)內(nèi)小有名氣。
進入國核寶鈦,李剛做的第一件事就是牽頭創(chuàng)建理化檢測中心。
按照中國計量法的要求,實驗室通過中國計量認(rèn)證( CM A)后提供的數(shù)據(jù)均具備法律效應(yīng)。而理化檢測中心的體系文件是整個中心的提綱。研發(fā)中心引進的是美國西屋公司 AP1000全套核級鋯材技術(shù),但是西屋并不提供檢測的質(zhì)量體系文件。換句話說,這方面西屋和研發(fā)中心都是空白。
2010年的夏天,公司還在基礎(chǔ)建設(shè)時期,辦公場地就是租的幾層樓。研發(fā)中心沒有空調(diào),室溫將近四十度。就在這樣的條件下,李剛花了兩個多月時間,翻閱了大量國內(nèi)外相關(guān)文獻和資料,獨立編寫出了《國家能源核級鋯材研發(fā)中心理化檢測中心質(zhì)量手冊》和 30個《理化檢測中心程序文件》,共 8萬余字。他多次請專家審閱,前后共修改二十幾次。后又將質(zhì)量手冊和程序文件翻譯成英文 ,請美國西屋公司質(zhì)量部專家審核,西屋專家認(rèn)為該體系文件滿足核級鋯材檢測體系要求。
體系文件有了,但是理化檢測中心的建立最終要經(jīng)過西屋公司的認(rèn)證。認(rèn)證的過程至今讓李剛印象深刻。認(rèn)證涉及的 16個檢測項目,每個都要與美國西屋實驗室進行比對試驗。比如,一個檢測項目,西屋公司制備 50個樣品,送去一半,自己再留一半。由于西屋公司怕數(shù)據(jù)造假,故意增加了幾個不合格的樣品。李剛和同事們后來發(fā)現(xiàn),不管怎么檢測總有幾個樣本的數(shù)據(jù)差異很大。當(dāng)時,李剛沒有猶豫,原原本本將檢測結(jié)果告訴西屋公司。美國專家看到這個結(jié)果,很滿意,才如實告訴他們是怎么回事。理化檢測中心最終順利通過了認(rèn)證。目前,整個核級鋯材的檢測都在這個實驗室進行。
李剛事后感慨,如果當(dāng)初為了讓結(jié)果變得漂亮而偽造數(shù)據(jù),就不會有今天權(quán)威的理化檢測中心。
故事二 實用的方法為企業(yè)解難
從無到有,從有到優(yōu),核級鋯材的研發(fā)就這樣一步步向前邁進。在研發(fā)過程中建立 Cl元素的分析方法特別值得一提。
一般來說,進入金屬中的氯是極為有害的,它會造成金屬裂紋,嚴(yán)重的會導(dǎo)致斷裂。氯含量的準(zhǔn)確分析關(guān)系到核電站的安全運行。
目前國內(nèi)對金屬中氯含量的測量方法只有一種,即采用的是于 1992年開始實施的氯化銀濁度法來測定。該方法靈敏度低、分析步驟復(fù)雜且較難掌握。所以建立符合自己設(shè)備與條件的分析方法迫在眉睫。大家都知道,正確的結(jié)果是從無數(shù)次的失敗經(jīng)驗教訓(xùn)中得來的。為建立準(zhǔn)確和穩(wěn)定的方法,李剛和同事們前前后后開展過上百次試驗,最終確定了核級鋯材氯元素的分析方法——離子濃度法,該方法不僅為國內(nèi)首創(chuàng),還打破了國標(biāo)上氯化銀濁度法分析下限為20ppm的限制。
此外,李剛他們還建立了適用于核級鋯材氫元素測量的方法。美國西屋測氫的設(shè)備是 20年前的,而國核寶鈦的設(shè)備是新型的,所以技轉(zhuǎn)資料中檢測方法的參數(shù)對我們并不適用。李剛帶領(lǐng)團隊進行了 400多次的試驗,得出了符合自己設(shè)備與條件的分析方法。
目前,這兩種方法已應(yīng)用于核級鋯材產(chǎn)品的檢測中,并根據(jù)以上的成果,正在申請兩項發(fā)明專利。
研發(fā)最終還是要應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中。這個過程,與其說是一種嘗試,不如說是一場考驗。
2012年的一天,理化檢測中心在檢測分廠的三個鑄錠時發(fā)現(xiàn),這三個錠子的一種化學(xué)元素達(dá)不到技術(shù)要求,也就是不合格。但是,分廠送到其他單位檢測后,結(jié)果顯示全部合格。分廠對理化檢測中心的檢測持懷疑態(tài)度。最后,這件事請西屋公司的專家裁決。西屋的專家分別要了實驗室的原始數(shù)據(jù)進行鑒定。過了不久,專家用英文給李剛回了一封長信,信中對李剛團隊的檢測方法進行了高度評價,同時肯定了理化檢測中心的檢測沒有問題。這次鑒定也實實在在夯實了理化檢測中心的正確與權(quán)威。
目前,經(jīng)過一系列的科研開發(fā),國核寶鈦已經(jīng)實現(xiàn)了海綿鋯的自主制備技術(shù),并且擁有100噸 /年核級鋯管材的生產(chǎn)能力。
李剛是“陜西省百人計劃”和“國家核電百人計劃”人才,同時他還榮獲 2012年“國家核電十大技術(shù)能手”、 2013年“陜西省職工優(yōu)秀科技創(chuàng)新人物”。現(xiàn)在的李剛,是國核鋯業(yè)理化檢測中心副主任。
一些人對李剛的回國感到惋惜,但他從來不后悔。他說,父母在寶雞,自己家在寶雞,陪在父母身邊盡孝,這才是一個兒子該做的。
因為李剛從事的是國家關(guān)鍵行業(yè)的技術(shù)工作,同時他又在美國留學(xué)多年。本來,這種身份與背景應(yīng)該讓他驕傲,可是,在回國初期的時候,卻常常帶給他一些小尷尬。比如,機場安檢,別人的證件一看就過,只有他每次都要被“請”到休息室,等上二十多分鐘,反復(fù)核實后才放行。
研發(fā)中心是一個“ S”形的大樓,除了一些特殊的設(shè)備外,記者看不出它和其他樓有什么區(qū)別。但就是在這里,李剛和他的伙伴們創(chuàng)造了一個又一個的奇跡,推動著我國的核電事業(yè)大踏步向前邁進!









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