編者按

　　趙文金，中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院鋯合金材料研發(fā)項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師，1986年開始接觸鋯合金的基礎(chǔ)研究工作，從確定合金配方到反復(fù)試驗(yàn)印證性能，再到工程化批量生產(chǎn)……他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用了近40年時(shí)間研制出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能位居國(guó)際前列的N36鋯合金包殼管，解決了“華龍一號(hào)”的“中國(guó)芯”——CF3燃料組件中最重要的材料難題。這種直徑9.5毫米、管壁厚度不到1毫米、長(zhǎng)近4米的鋯合金包殼管是核電站安全的第一道屏障，而該技術(shù)目前只被世界上少數(shù)幾個(gè)國(guó)家所掌握。

　　曉林

　　1979年3月28日，在美國(guó)三里島發(fā)生了世界上首次核電站堆芯熔化重大輻射泄漏事故，導(dǎo)致周圍20萬(wàn)人緊急疏散……自此，科學(xué)家們潛心研究?jī)?yōu)化核電站每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)，不斷強(qiáng)化核安全，提高核電站綜合性能。

　　那時(shí)，趙文金剛從清華大學(xué)畢業(yè)分配到中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院（下稱核動(dòng)力院）工作不久。幾十年過(guò)去了，社會(huì)上對(duì)“核”的關(guān)注點(diǎn)在原子彈、氫彈、核潛艇、反應(yīng)堆、加速器、核航母、核污染等之間不停切換，趙文金的目光卻一直盯在核燃料（氧化鈾）元件的包殼上，與此結(jié)下了不解之緣。

　　我有一個(gè)“兒子”叫鋯合金

　　“趙老師好，我聽說(shuō)您只有一個(gè)獨(dú)生女兒叫趙妍丹，您老伴魏醫(yī)生卻說(shuō)您還有個(gè)‘兒子’，女兒還說(shuō)您重‘兒子’輕女兒？”一見到趙文金，我就像追星的狗仔，提了個(gè)很八卦的問(wèn)題。

　　“呵呵。”年近七十的趙文金有點(diǎn)不好意思，用“椒鹽普通話”（指四川普通話）說(shuō)，“她們是不是覺得我一天東奔西跑，只顧鋯合金，冷落了她們母女？這是拿我開涮的。”

　　“鋯合金？”我沒(méi)聽懂。

　　“就是核燃料元件用的包殼材料。”他見我滿臉迷茫，就像一個(gè)小學(xué)老師一樣細(xì)說(shuō)起來(lái)，“看來(lái)得從頭給你說(shuō)起，鋯是化學(xué)元素周期表中的第40號(hào)元素，元素符號(hào)Zr(Zirconium)，很多人都不曉得鋯是啥子，但又常用到它。現(xiàn)在人們漂亮又管用的烤瓷牙、陶瓷刀具、陶瓷電子元件等就是用氧化鋯做的，女生戴的五顏六色的手飾，很多就是用天然鋯石制作的。天然鋯石是鋯的硅酸鹽晶體，無(wú)色透明的較多，也有呈現(xiàn)紅褐、綠、藍(lán)等不同顏色的，經(jīng)珠寶工匠精心切割、打磨后放射出璀璨光彩，媲美鉆石。而單質(zhì)鋯卻是稀有金屬，是1789年由德國(guó)人M·H·Klaproth（克拉普羅特）在對(duì)鋯石進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)的，到1824年瑞典的J·J·Berzelius（貝采里烏斯）首先用金屬鈉還原鋯氟酸鉀才得到不純的鋯，后經(jīng)過(guò)科學(xué)家們多年的不懈努力，到上世紀(jì)中葉，才有了可用的金屬鋯。

　　“像啥樣子？”我有點(diǎn)好奇。

　　“單質(zhì)鋯呈淺灰色，表面易形成一層氧化膜，具有光澤，看起來(lái)有點(diǎn)像不銹鋼。它是一種高熔點(diǎn)金屬，可塑性好，還耐腐蝕，是骨科手術(shù)常用的好材料。在煉鋼時(shí)只要加入千分之一的鋯，就會(huì)使硬度和強(qiáng)度得到驚人的提高。含鋯的裝甲鋼、大炮鍛件鋼、不銹鋼和耐熱鋼等是造裝甲車、坦克、大炮和防彈板等的好東西。”

　　“那就用它做核燃料包殼？”我問(wèn)道。

　　“不是，包殼是裝載核燃料芯體的密封外殼，其作用一是防止裂變產(chǎn)物泄漏，二是避免燃料受到冷卻劑腐蝕，三是高效地導(dǎo)出燃料裂變產(chǎn)生的熱能。包殼材料的性能和品質(zhì)直接關(guān)系到核燃料元件的質(zhì)量和安全，若包殼破損或熔化，就可能造成核燃料泄漏和輻射污染擴(kuò)散。因此，它是核反應(yīng)堆的‘第一道安全屏障’，是燃料組件的‘骨骼’和‘皮膚’，是反應(yīng)堆最為重要的結(jié)構(gòu)材料。最初，人們是用鋁合金、不銹鋼等做核燃料包殼，但效果不理想。科學(xué)家希望找到一種中子吸收少、強(qiáng)度高、耐高溫、耐輻射、壽命長(zhǎng)、能提高反應(yīng)堆安全性能、能延長(zhǎng)運(yùn)行周期、能提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新包殼材料。之所以選中鋯，最關(guān)鍵的是鋯原子不易吸收中子，與核燃料有良好的相容性，被喻為‘原子時(shí)代第一金屬’。實(shí)際上，做包殼用的不是純鋯，而是鋯合金，就是在鋯中添加了很少的其他金屬。”見我皺著眉，他又進(jìn)一步解釋道，“給你打個(gè)比方吧，都曉得成都街上的擔(dān)擔(dān)面是面粉做的，但面粉與好吃的擔(dān)擔(dān)面還有十萬(wàn)八千里距離，面粉需要做成面條，需要加上多種輔料和調(diào)味品，還得有廚具，經(jīng)好廚師精心烹調(diào)后，才能得到一碗可口的擔(dān)擔(dān)面，是吧？”

　　他見我點(diǎn)頭，接著說(shuō)：“就像我做不出一碗正宗味美的擔(dān)擔(dān)面一樣，我國(guó)以前也做不出優(yōu)質(zhì)的鋯合金，必須依靠進(jìn)口。幾十年來(lái)，我們一直在研究鋯合金，現(xiàn)在終于有了屬于自己的品牌產(chǎn)品，并把它做成了合格的核燃料包殼，用在我們第三代核電站——‘華龍一號(hào)’的反應(yīng)堆上了。魏醫(yī)生她們說(shuō)的‘兒子’就是鋯合金。一路走來(lái)，我確實(shí)欠了她們母女好多，她們吃醋了。”

　　“真有意思。”我忍不住笑了。

　　聽他念了這一大通“育兒經(jīng)”，我不禁聯(lián)想到被譽(yù)為“中國(guó)核潛艇之父”的彭士祿院士在自述中說(shuō)他一生最大的遺憾就是“夫人”太多，第一位是核動(dòng)力，第二位是煙酒茶，第三位是小瑪莎（妻子馬淑英）。小瑪莎不甘心當(dāng)?shù)谌瑸榱思彝ズ湍溃碓菏恐缓冒阉秊榈诙潘闫较ⅰ?/div>