今年3月4日，中国原子能科学研究院在微型反应堆临界装置上开展低浓铀净堆首次临界实验，并安全达到临界，这标志着微堆燃料富集度从原先的90%降至12.5%是成功的，微堆低浓化工作由此进入全面实施阶段。

在随后于荷兰海牙举行的第三届核安全峰会上，中国亮出了自己的成绩单，其中提到：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。“可以说，现在中国掌握了技术，能够为其它国家设计建造的高浓铀微堆更换低浓铀燃料。”中核集团董事长、党组书记孙勤在海牙接受采访时表示，中国在微型核反应堆高浓燃料的低浓化改造方面取得积极进展，对全球核安全进程贡献突出。

作为我国和平利用原子能的窗口，原子能院人从微堆研制、开发到商业推广应用，经历过从艰苦创业到创造辉煌的历程。近年来，随着国际形势发生变化，微堆低浓化改造已成为象征人类在追求核安全的道路上不断向前探索的一个风向标。而原子能院作为我国微堆研制、开发的领军者，注定将要再次迎接新的挑战。

从自主研发到自主改造

原子能院微型反应堆的研究建造可以追溯到上世纪70年代末、80年代初，当时我国自行研制微堆的工作正全面展开。在科技工作者的不懈努力下，经过多种物理设计方案的理论计算和零功率实验验证，克服了一个又一个困难，1984年3月，原子能院自主开发、研究、设计、建造的北京原型微堆顺利建成并投入满功率运行。

1985年，原子能院开始进行商用微堆的定型设计，在原型微堆基础上发展起来的商用微堆主要供大学、科研单位等进行教学、活化分析、培训等。

原有微堆的燃料元件使用的是高浓铀。近年来，由于受到国际大环境、燃料低浓化和应用多样化等研究堆发展趋势的影响，我国设计建造的高浓铀微型反应堆受到国际原子能机构（IAEA）的高度重视，IAEA多次提出，希望微堆燃料实施低浓铀转化。

1995年，原子能院微堆室开展了“微堆堆芯物理方案改善的探讨”课题研究，对当前设计的微堆堆芯的物理特性进行了分析、评估，探讨了优化堆芯的途径，对微堆燃料低浓化进行了初步的分析和计算。在此基础上，在不改变微堆堆芯和燃料元件基本几何尺寸的前提下，最终设计出适宜于商用微堆堆芯尺寸的优化低浓二氧化铀陶瓷燃料方案，并对这种优化堆芯的物理特性做了比较仔细的理论分析。

从2006年开始，原子能院微堆室多次参加了IAEA组织的微型反应堆低浓化会议，对微堆低浓化可行性进行了计算和分析。2008年，鉴于原子能院在微堆研发方面的成熟技术，IAEA建议首先在原子能院微堆上进行高浓铀的低浓化转换实验。

2010年9月，在IAEA的协调下，原子能院与美国阿贡实验室签订了微型反应堆低浓化实验合同，合同于2012年4月生效。

从全力攻关到“赶鸭子上架”

微堆低浓化合同生效后，原子能院微堆室立即进入攻关备战阶段，相继组织开展了微堆低浓铀堆芯的物理设计、结构设计等相关工作。微堆低浓化转化即以低浓铀燃料替代原有的高浓铀燃料，转化后还需利用原有筒体装料运行，要求堆芯尺寸不能改变。另外，为保证微堆的固有安全性，低浓铀微堆后备反应性须限制在3.5~4mk内，这些条件对物理设计提出了很高的要求。

通过多次计算模型的验证，微堆室完成了优化的低浓铀堆芯物理设计，由于低浓铀堆芯的燃料芯体和包壳材料与之前不同，其热工、物理性能等均有较大不同，需重新进行物理、热工和结构设计，且只能在原有小尺寸的堆芯空间内做出合理调整，从而增加了设计难度。通过反复的理论计算和力学分析，微堆室完成了既满足物理设计要求，又满足结构设计要求的低浓铀堆芯设计。

从设计成功到付诸现实还有很漫长的一段路要走，尤其是对低浓铀燃料的加工制造。低浓铀燃料是核心部件，它的加工是否顺利是微堆低浓化的关键环节。在确定好加工制造单位之后，微堆室全体员工上下一心，开足马力进入备战阶段。然而这时，新的问题又出现了，由于种种复杂的原因，在很短的时间内，堆芯元件加工制造的成本一下子上涨了近乎一倍。于是微堆低浓化零功率实验陷入了两难的境地，一方面因缺少资金使得关键部件迟迟不能加工制造，另一方面上级下达的完成临界日期不能改变。

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