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文
摘
要
关注胖先生，听中国科学家的故事
2007年，中国广东，围绕着台山核电站的建设方案，中法之间正在进行一场激烈谈判。
“鉴于贵国无法提供符合我方要求的混凝土，因此我方建议施工所用的混凝土，全部从法国进口。”
“至于价格嘛，大家都是朋友，我就给你们按20万一方结算吧！”
听了这个报价，在场的中国工程师们都倒吸了一口凉气：这个报价简直就是离谱他妈给离谱开门-离谱到家了！
做工程的小伙伴们都知道，我国是混凝土生产和消费大国，普通混凝土的价格每方也就400多，法国人报给我们的价格，足足贵了500倍！
“莫非你们法国的混凝土掺了黄金？否则没理由这么贵啊！”听闻法国人的报价，在场有中国工程师按捺不住，不服气地出言讥讽。
“我们的混凝土当然没有掺黄金，但也不是你所了解的那种普通混凝土，要知道我们将要建造的是核电站，假如发生安全事故，高温核燃料泄露了，你敢担保你们中国的混凝土能够应付的来吗？”
建设中的核电站
面对法国人的诘问，现场的中国工程师们面面相觑，无一人敢接他的话茬做保证，法国人的话声音虽不大，但听在中国工程师们的耳中却不亚于洪钟大吕，让他们哑口无言：
“是啊，如果安全问题解决不了，那台山核电站的一切都是空谈！”
看着对面窃窃私语的中国工程师们，此刻法国人的内心得意极了：
“哼，就凭我们这个技术对中国的碾压，这次必然是吃定你们了！”
在心中默默揶揄完中国同行们，法国人已经开始盘算这次又要赚多少钱了。
......
看到这里肯定有读者懵圈了：“法国人的混凝土比中国的到底好在哪啊，为啥他们就如此笃定我们拿不出同类型产品呢？”别急，接下来胖先生我就给大家科普下，让法国人如此自信的核电牺牲混凝土技术，到底有什么奇妙之处。
不过要说法国人的牺牲混凝土之前，还得提一嘴台山核电站所采用的第三代核电技术-欧洲压水反应堆（EPR）。
自从1945年美国研发出原子弹后，核武器作为一种威慑性武器基本没有使用机会，所以如何把核技术转为民用发电技术，就成了美欧各国争相研究的热点领域。
最先成功的是英国，他们用了4年时间，紧随其后的是苏联，用了5年时间，法国用了7年，美国用了12年，至于中国，则整整用了30年！这绝对让人大跌眼镜，毕竟中国当年研发原子弹也才仅仅用了5年时间，怎么核电技术反而被落下这么多呢？
核电站的冷却塔
一切都是有原因的，首先欧美各国研发核电的初衷，其实是变相的秀武力，而中国一贯以和为贵，打心眼里就瞧不上欧美研发核电的行为，这才导致错失了全世界范围内核电技术起步阶段的发展机会，再者20世纪60年代到80年代期间，我国经济体量没那么大，火力发电就足以支撑全国用电需求，也就没有研发核电的紧迫性，总之种种因素相叠加，等中国意识到核电的好处时，我们已经大大落后了。
欧美核电技术的发展主要经历了3代，第一代实际上就只解决了有无的问题，证明核电技术的确可以用来发电，至于成本和安全性嘛，不提也罢。
第二代核电技术通过不断研发改进，核电成本终于降到能被人们接受的程度，开始了大规模推广，重点解决了经济性问题，但安全性则被完全忽视，以至于二代核电站安全事故不断，较大的就有三起，分别是1979年美国三里岛事故、1986年苏联切尔诺贝利事故还有2011年日本福岛核泄漏事故，这三起事件，让人们意识到核电再好，不安全也是白费劲！
因此第三代核电技术重点解决安全问题，EPR就是一种典型的三代核电技术，为了确保核反应堆的安全性，法国AREVA公司采用了双堆壳结构，其中外部堆壳主要应对外力冲击，而内部堆壳则确保核燃料不泄露，要想实现这一目的，就离不开一种核心材料：牺牲混凝土！
看完牺牲混凝土的来历，咱们再说下牺牲混凝土的作用机制，假如核电站不幸发生严重事故，其堆坑区必然会不断积累高温堆芯熔融物，此时牺牲混凝土在高温炙烤下就会熔化，然后与堆芯熔融物混合给其降温。
牺牲混凝土中的氧化铁（Fe2O3）还能够在第一时间内氧化堆芯熔融物中的锆，使其没有接触水产生氢气的机会，从而避免发生爆炸，另外牺牲混凝土中的二氧化硅（SiO2）还可以在高温下形成玻璃态基体，把有放射性的裂变产物固定在其内，防止其扩散至外界造成严重的辐射事故，可谓“一材多能”。
我们可以试想下，假如当年日本人也有牺牲混凝土这种神奇材料，那么福岛第一核电站的1至4号机组也就不会发生氢气爆炸，后续对环境的影响也就不会如此之大了！
未完成的反应堆核心
牺牲混凝土安全效果好，同样也很难造，这主要是因为其配方和普通混凝土差别巨大，就以文中开头法国人针对台山核电站所提的混凝土指标要求来说，氧化铁（Fe2O3）和二氧化硅（SiO2）的质量分数总和不低于53.4%才能确保堆芯熔融物中的单质锆能够被全部氧化，而普通混凝土远达不到这个指标。
除了成分问题，牺牲混凝土还要求有较强的高温抗爆裂性，毕竟核反应堆一旦发生事故，内部温度可以轻松达到2000℃，普通混凝土内部水分蒸发叠加碳酸钙（CaCO3）分解生成的二氧化碳（CO2）气体，会产生强大的诱导应力，导致普通混凝土剥落甚至是爆裂，而为了解决这个问题，就得需要添加一种高分子纤维材料，至于是什么材料，那可就是法国人的核心机密了。
所以各位看明白了吧，牺牲混凝土虽然也是混凝土，但两者的制作难度绝非一个档次，这也是法国人敢要高价的底气所在，因为全世界除了法国人，任谁也拿不出来这种材料！
......
“难道我们就真的这样被法国人揉捏了吗？”会议结束后，不甘心的中国工程师们讨论着。
“不然还能怎样？你我都是搞核技术的，混凝土也不是咱们的强项啊！”
“隔行如隔山，不如我们去问问建筑专业的人，看看他们有没有办法。”
核电专业工程师们对于这种特殊材料束手无策，他们决定请场外嘉宾求援：负责台山核电站现场构筑物施工的中建电建公司！
就这样，牺牲混凝土的指标要求报告，被送到了拥有丰富核电站建设经验的中建电建土木工程师们的面前。
核电站的冷却塔，白烟是水蒸气
“各位，对于台山核电站反应堆内层堆壳牺牲的混凝土材料，大家有什么建议，都说下吧！”
“这个材料的指标报告我们都看了，确实是一种闻所未闻见所未见的新材料，要想突破，难度不小啊！”
“是的，这个材料中最主要的硅铁比例和我们熟悉的完全不一样，如何在保证这个指标的前提下，还能保留混凝土原有的效果，这是个挑战，更何况，那种未知的高分子纤维材料，我们也毫无头绪！”
会上大家各抒己见，但一种畏难的情绪，还是在不经意间充斥了整个会场。
“我们国家核电市场广阔，未来必然还会有更多的第三代核电站项目上马，如果不及早解决这个问题，难不成要永远被法国人卡脖子吗？”听完大家的发言后，技术总工说到。
“底子差咱就一点点追，没资料咱就一点点试，我就不信了，既然他法国人做出来了，咱们中国人就没办法做出来吗？咱们不但要做，还得做的比他们更好才行！”
“从现在开始，由各组抽调技术骨干成立专项研发团队，力求在3到5年时间内突破牺牲混凝土研发核心工艺！”
总工的话掷地有声，深深地刺痛了在场的每一位工程师们：
“是啊，如果连自己都突破不了这个技术，那么放眼全中国，还能指望谁呢？这一次，我们不能退了！”
就这样，由中建二局旗下中建电力公司牵头组建的牺牲混凝土科研攻关小组成立，成员们信心满满，决意打一场突围战。
核电站的控制室
但绿色被法国人严防死守的牺牲混凝土技术谈何容易？有关于此种材料的可参考资料少之又少，成品样本也很难获得，逆向研发难如登天，只能从头开始，从海量的材料配比和成分调整一点点的出数据看效果，然后再根据效果稍好的小试实验数据进行放大化中试实验，上机模拟核反应堆事故条件，考核新材料的性能。
要说给全世界最聪慧的种族排行，中国人一定名列前茅，虽然在各项世界高科技领域一度落后，但被卡脖子久了之后爆发出来的潜力则是十分惊人！中建二局的工程师们也不例外，通过5年的不间断研发，他们最终利用中国生产的高分子纤维材料完美改性牺牲混凝土，不但能够大幅减少原材料的浪费，还在国际上首次利用X-CT等现代测试技术揭示了牺牲混凝土在高温下的劣化机理，更不用说连法国人都没有的更符合实际的MCCI数值仿真模型！
看着由中国人自己研发的成品核电牺牲混凝土各方面性能比自己的原始产品还好，目瞪口呆的法国人，这次也不得不伸出大拇指：
“你们中国人，真是了不起，我们服了！”
2019年，位于广东省台山市赤溪镇的台山核电站正式并网运行，我们在全球范围的核电技术竞赛中，又成功地追上了一局！
继续讲中国核电逆袭背后的提气故事！
世上无难事，只要肯攀登！
