2022年6月12日8時(shí)50分，海南昌江核電二期工程項(xiàng)目4號(hào)機(jī)組4RC內(nèi)殼1段混凝土澆筑開始，標(biāo)志著4號(hào)機(jī)組核島又一一級(jí)里程碑節(jié)點(diǎn)提前完成。
4RC內(nèi)層安全殼結(jié)構(gòu)（內(nèi)層安全殼，后續(xù)簡(jiǎn)述為“內(nèi)殼”）置于標(biāo)高-8.000m反應(yīng)堆廠房基礎(chǔ)之上，為圓筒形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括圓柱體部分和半球形穹頂。4RC內(nèi)殼1段筒壁厚為1.9m，澆筑層高2.1m，混凝土方量約600m3。內(nèi)殼施工過程中，存在著鋼襯里工程、鋼筋工程、預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)工程、模板及預(yù)埋件工程的穿插施工，交叉作業(yè)頻繁，工序協(xié)調(diào)復(fù)雜，施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全風(fēng)險(xiǎn)控制困難。
誰能想到，早在2007年，當(dāng)時(shí)我國(guó)特種混凝土技術(shù)還非常落后，在建設(shè)廣東臺(tái)山核電站時(shí)，我國(guó)的工程師們便和法國(guó)工程師們針對(duì)混凝土問題起了沖突，因?yàn)榕_(tái)山核電站是由中廣核集團(tuán)與法國(guó)電力公司合資經(jīng)營(yíng)的，所以不僅有我們國(guó)家的工程師參與建造，還有法國(guó)的工程師們。
爭(zhēng)論的焦點(diǎn)就是到底該使用哪國(guó)的混凝土，法國(guó)工程師堅(jiān)持使用本國(guó)的混凝土，因?yàn)榉▏?guó)工程師認(rèn)為既然建造的是核電站，那么對(duì)混凝土的要求就很高，假如發(fā)生安全事故，導(dǎo)致高溫核燃料泄露，那結(jié)果將不堪設(shè)想。
“鑒于貴國(guó)無法提供符合我方要求的混凝土，因此我方建議施工所用的混凝土，全部從法國(guó)進(jìn)口?！?
“至于價(jià)格嘛，大家都是朋友，我就給你們按20萬一方結(jié)算吧！”
聽了這個(gè)報(bào)價(jià)，在場(chǎng)的中國(guó)工程師們都倒吸了一口涼氣：這個(gè)報(bào)價(jià)簡(jiǎn)直就是離譜他媽給離譜開門-離譜到家了！
法國(guó)人的混凝土比中國(guó)的到底好在哪啊，為啥他們就如此篤定我們拿不出同類型產(chǎn)品呢？
法國(guó)當(dāng)時(shí)所使用的特種混凝土叫作犧牲混凝土，這種核心材料是能夠保證核燃料不泄露的關(guān)鍵，假如核電站不幸地發(fā)生了嚴(yán)重事故，那么犧牲混凝土中的氧化鐵能夠立即氧化反應(yīng)堆芯熔融物中的鋯，降低堆芯熔融物種的高放射性成分，降低其溫度以及減少安全殼內(nèi)部的壓力，這樣能夠防止反應(yīng)堆堆芯熔融物穿透地板造成核污染，而且也不容易發(fā)生爆炸事故了。
除此之外，犧牲混凝土的二氧化硅也能夠防止放射性物質(zhì)大量釋放出來，造成嚴(yán)重的核污染。
所以這種混凝土技術(shù)可以說是非常的先進(jìn)和發(fā)達(dá)了。
這里再介紹一下背景知識(shí)，全世界的核電技術(shù)主要經(jīng)歷了三代，第一代開始于上個(gè)世紀(jì)50年代，1954年，蘇聯(lián)建成了一座實(shí)驗(yàn)性核電站；1957年，美國(guó)建成了一座原型核電站。這種實(shí)驗(yàn)性、原型核電站就被稱為第一代核電站，主要是為了驗(yàn)證核電設(shè)計(jì)技術(shù)以及商業(yè)開發(fā)前景。
第二代核電站開始于上個(gè)世紀(jì)60年代末，目前全世界在運(yùn)行的核電站大部分都是屬于第二代，如我國(guó)的秦山核電站也是第二代核電站，這代核電站是屬于技術(shù)成熟的商業(yè)堆；
第三代核電站開始于上個(gè)世紀(jì)90年代，是為了解決三里島以及切爾諾貝利核電站的嚴(yán)重事故而提出建設(shè)的，這一代核電站更加重視安全和防范大型事故，安全性以及經(jīng)濟(jì)性都較第二代有所提高，上文提到的法國(guó)犧牲混凝土就是這一代核電站的產(chǎn)物。
第四代核電站的建設(shè)也已經(jīng)在21世紀(jì)初被提了出來，不過目前還在原型堆技術(shù)研發(fā)階段。
我國(guó)在第二代階段末才正式加入世界核電大舞臺(tái)，技術(shù)落后自然是不用說的。比如密封核反應(yīng)堆的C型密封環(huán)技術(shù)，美國(guó)就對(duì)我們國(guó)家壟斷了幾十年。
這種C型密封環(huán)對(duì)于防止核反應(yīng)堆中放射性物質(zhì)的泄露是至關(guān)重要的，2011年日本福島核電站的事故就是因?yàn)镃型密封環(huán)被熔化了，才導(dǎo)致嚴(yán)重的核污染。
而我國(guó)一直無法自主地研制出這種C型密封環(huán)，只能向美國(guó)進(jìn)口，但是美國(guó)卻連年漲價(jià)，并且交貨時(shí)間也由美國(guó)說了算，我們簡(jiǎn)直是被美國(guó)牽著鼻子走。
看完?duì)奚炷恋膩須v，咱們?cè)僬f下犧牲混凝土的作用機(jī)制，假如核電站不幸發(fā)生嚴(yán)重事故，其堆坑區(qū)必然會(huì)不斷積累高溫堆芯熔融物，此時(shí)犧牲混凝土在高溫炙烤下就會(huì)熔化，然后與堆芯熔融物混合給其降溫。
犧牲混凝土中的氧化鐵（Fe2O3）還能夠在第一時(shí)間內(nèi)氧化堆芯熔融物中的鋯，使其沒有接觸水產(chǎn)生氫氣的機(jī)會(huì)，從而避免發(fā)生爆炸，另外犧牲混凝土中的二氧化硅（SiO2）還可以在高溫下形成玻璃態(tài)基體，把有放射性的裂變產(chǎn)物固定在其內(nèi)，防止其擴(kuò)散至外界造成嚴(yán)重的輻射事故，可謂“一材多能”。
我們可以試想下，假如當(dāng)年日本人也有犧牲混凝土這種神奇材料，那么福島第一核電站的1至4號(hào)機(jī)組也就不會(huì)發(fā)生氫氣爆炸，后續(xù)對(duì)環(huán)境的影響也就不會(huì)如此之大了！
犧牲混凝土安全效果好，同樣也很難造，這主要是因?yàn)槠渑浞胶推胀ɑ炷敛顒e巨大，就以文中開頭法國(guó)人針對(duì)臺(tái)山核電站所提的混凝土指標(biāo)要求來說，氧化鐵（Fe2O3）和二氧化硅（SiO2）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和不低于53.4%才能確保堆芯熔融物中的單質(zhì)鋯能夠被全部氧化，而普通混凝土遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)。
除了成分問題，犧牲混凝土還要求有較強(qiáng)的高溫抗爆裂性，畢竟核反應(yīng)堆一旦發(fā)生事故，內(nèi)部溫度可以輕松達(dá)到2000℃，普通混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)疊加碳酸鈣（CaCO3）分解生成的二氧化碳（CO2）氣體，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的誘導(dǎo)應(yīng)力，導(dǎo)致普通混凝土剝落甚至是爆裂，而為了解決這個(gè)問題，就得需要添加一種高分子纖維材料，至于是什么材料，那可就是法國(guó)人的核心機(jī)密了。
......
“難道我們就真的這樣被法國(guó)人揉捏了嗎？”會(huì)議結(jié)束后，不甘心的中國(guó)工程師們討論著。
核電專業(yè)工程師們對(duì)于這種特殊材料束手無策，他們決定請(qǐng)場(chǎng)外嘉賓求援：負(fù)責(zé)臺(tái)山核電站現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)筑物施工的中建電建公司！
就這樣，由中建二局旗下中建電力公司牽頭組建的犧牲混凝土科研攻關(guān)小組成立，成員們信心滿滿，決意打一場(chǎng)突圍戰(zhàn)。
但破解被法國(guó)人嚴(yán)防死守的犧牲混凝土技術(shù)談何容易？有關(guān)于此種材料的可參考資料少之又少，成品樣本也很難獲得，逆向研發(fā)難如登天，只能從頭開始，從海量的材料配比和成分調(diào)整一點(diǎn)點(diǎn)的出數(shù)據(jù)看效果，然后再根據(jù)效果稍好的小試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大化中試實(shí)驗(yàn)，上機(jī)模擬核反應(yīng)堆事故條件，考核新材料的性能。
要說給全世界最聰慧的種族排行，中國(guó)人一定名列前茅，雖然在各項(xiàng)世界高科技領(lǐng)域一度落后，但被卡脖子久了之后爆發(fā)出來的潛力則是十分驚人！中建二局的工程師們也不例外，通過5年的不間斷研發(fā)，他們最終利用中國(guó)生產(chǎn)的高分子纖維材料完美改性犧牲混凝土，不但能夠大幅減少原材料的浪費(fèi)，還在國(guó)際上首次利用X-CT等現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)揭示了犧牲混凝土在高溫下的劣化機(jī)理，更不用說連法國(guó)人都沒有的更符合實(shí)際的MCCI數(shù)值仿真模型！
2019年，位于廣東省臺(tái)山市赤溪鎮(zhèn)的臺(tái)山核電站正式并網(wǎng)運(yùn)行，我們?cè)谌蚍秶暮穗娂夹g(shù)競(jìng)賽中，又成功地追上了一局！
轉(zhuǎn)眼間，已是2022年，如今我們憑借自己的核電技術(shù)早已在世界舞臺(tái)上有了一席之地，在這個(gè)看似不可能的大翻盤背后，有著無數(shù)中國(guó)工程師、科學(xué)家們的付出！
