学科史话 | 一项国际科技合作开启并延续30年的“核电梦”

2017-06-28 16:15:40 作者：杨武上海材料研究所来源：《腐蚀防护之友》分享至：

1985 年 4 月，英国纽卡斯尔大学应力腐蚀和腐蚀疲劳专家J.Congleton（康格尔顿）博士（上海材料研究所的职工亲昵称其为“老康”）应邀来华访问讲学。那时英国纽卡斯尔大学的环境敏感断裂研究团队在应力腐蚀开裂研究方面在世界上享有盛誉，处于国际领先地位。老康是这个团队以R.N.Parkins（帕金斯）教授为首的“三驾马车”之一，另一“驾”是 D.Hardie（哈迪）博士，他的特长是氢脆研究。老康这次先后访问考察了北京钢铁学院（由中科院学部委员肖纪美教授主请）、郑州工学院和上海材料研究所（Parkins 教授的学生俞健博士 1984 年回国后来到上海材料研究所工作，成为老康来访的牵线者），并参加了上海材料研究所受中国机械工程学会材料分会委托在浙江桐庐举办的“氢脆、应力腐蚀和腐蚀疲劳学术讨论会”，对该所在腐蚀方面，尤其是电化学方面的研究工作给予高度评价。经过对上述几个单位的考察比较，老康主动提出希望与上海材料研究所建立关于“（核电）材料在高温高压水中的环境敏感断裂及其电化学研究”的国际合作研究关系，回英后即向英国文化委员会提交了报告。

上世纪 80 年代，核电工业是新兴的一种高技术产业，在我国刚刚起步。核电设备的安全可靠性是至关重要的问题，其中，以应力腐蚀破裂为代表的环境敏感断裂问题是影响安全运行的关键之一。与核电工业有关的机电产品在高温高压苛刻条件下工作，给相关的环境敏感断裂研究以及实验装置的建立和完善带来很大难度。上海材料研究所在此领域刚刚起步，而纽卡斯尔大学已有多年的实践经验，可供我们借鉴。纽卡斯尔大学和世界上其它国家的一些实验室均已发现，高温高压条件下的环境敏感断裂与电化学和表面膜密切相关，但纽卡斯尔大学尚缺乏这方面的专门人才和经验；而上海材料研究所在电化学和表面分析方面具有较强的专门人才、专业知识和测试设备。两个单位的密切合作，各取所长，必将使研究工作建立在高起点上，使合作试验研究能加速进行，并在深度和广度上得到很好的开拓和充分的发展，对双方的核电科技工作都带来好处。因此，双方一拍即合，在国家机械工业委员会的大力支持下，并得到英国文化委员会的经济资助，上海材料研究所与该校签订了科技合作协议。首期合作自 1986 年 4 月至 1989 年 4 月，为期 3 年；1988 年，鉴于合作对双方均已产生成效，在英国驻沪总领事馆的支持和见证下，于1988年9月签订了合作延长2年的（补充）协议；整个合作为时 5 年。

在 5 年的合作期间内，项目的英方负责人老康 5 次访华，每年均有 1 个月左右来上海材料研究所进行合作研究工作，1986 年，老康还作为嘉宾参加了上海材料研究所成立 40 周年庆典并致辞；上海材料研究所则先后派出 4名科技人员（杨武、华惠中、郑文龙、徐克薰）5 次赴英参加该合作项目。我作为中方负责人，于合作的开始和结束年度两度赴英执行合作任务。

通过双方 5 年的密切合作和共同努力，合作取得了丰硕成果，主要体现在：

1）合作完成了十多篇高质量研究论文，经过严格评审，分别在国际知名的 Corrosion 和 Corrosion Science 等权威学术期刊上、国内（英国或中国）或国际腐蚀学术会议上发表，提升了两个单位在国际学术界的地位和影响。

2）在中国访问者的指导下，纽卡斯尔大学建立和发展了高温高压高纯水中的电化学测试规程；在英国访问者的指导下，上海材料研究所建立了我国首台小型动态水高压釜试验回路以及动静态配套的高温高压环境敏感断裂试验研究基地。

3）由于合作卓有成效，使双方均在工业界产生越来越大的影响，并争取到更多的课题来源和财政资助。例如：英方获得美国电力研究所、壳牌国际公司下属英国煤气公司的补充资助（并使部分合作研究扩展到氢脆研究领域）；中方获得机械工业共性技术发展基金资助，并与国内核工业界建立了密切联系，接受部分试验研究项目。

正是这项成功的国际科技合作，为促进核电材料环境促进开裂性能试验研究这一新的重要研究方向地确立奠定了坚实的基础；同时也开启了我们的“核电梦”，即在建设更多安全且高效的清洁能源核电站，优化我国能源结构，实现建设绿色祖国的 “中国梦”过程中做出更大贡献。

5 年的合作结束了，但合作带来的效应仍在持续“发酵”，我们的追梦之旅一直在途中，也不断有收获。主要表现在：

（1）多年来，上海材料研究所承担并完成了许多有关核电材料腐蚀与防护方面的重要课题。例如：

★机械工业技术发展基金项目（1988 ～ 1991）“机械工程材料高温及常温高压环境敏感断裂测试技术和性能评价”获1993年国家科技进步2等奖。

★国家核安全局主管国家“八五”

科技攻关项目（1994 ～ 1996）“镍基合金传热管超胀条件下审评依据的研究”腐蚀实验，获 1998 年机械工业科技进步三等奖。

★ 上海市重点科技攻关项目（1995 ～ 1996，与上钢五厂及上海核工程研究设计院合作）“国产核用蒸汽发生器传热管 800 合金应用可靠性研究”，获1998年上海市科技进步3等奖。

★上世纪末基于在核电材料腐蚀与防护方面的研究基础，上海材料研究所得以加入到由中科院金属所牵头的国家重点基础研究发展计划（973计划）项目申请团队，这个团队在1999 ～ 2015 期间，陆续申请成功 3 个973 项目，即①“材料的环境行为与失效机理”（1999-2004），这是我国腐蚀与防护领域首个获批立项的 973 项目；②“核电关键材料的环境行为与失效机理”（2006-2010）；③“核电关键材料及焊接部位在微纳米尺度下的环境行为与失效机理”（2011-2015）。后两个项目均以核电作为专题。在这 3个 973 项目中，我所均作为主要单位之一承担并完成了相关课题任务。

★国家核电重大专项“大型先进压水堆核电站重大专项：压水堆核电材料环境相容性研究 - 压力容器接管安全端应力腐蚀行为研究”（2011-2014）。

★此外，还承担和完成了来自核工业界的多项试验研究、失效分析、模拟验证和安全审评等任务。

（2）走上了更大的国际合作舞台

★加入国际合作组织。“水堆材料环境促进开裂国际合作组织（ICG-EAC）”是专门从事协调（轻）水堆核电站结构材料环境促进开裂方面的研究开发工作的权威而又封闭性的国际合作性机构，属非官方性质的学术性团体，成立于 1979 年。1991 ～ 1992年期间，上海材料研究所通过当时在英国工作的俞健博士的联系和介绍，由 ICG-EAC 执委会委员、日本东北大学 T.Shoji 教授向该组织主席 P.Ford 博士推荐，邀请上海材料研究所代表出席 1993 年 3 月在南非召开的 ICG-EAC国际会议，并加入该组织。所里派我出席会议，作了题为“上海材料研究所的高温水中环境促进开裂研究工作”的报告、历时近半小时。报告后，Ford主席立即表示：这是一个很有兴趣的报告，特别是关于高温水中应力腐蚀试验方法的比较很有意义。进行专题总结时，数据和试验方法专题主持人说，“上海材料研究所提供了很多有用的数据，我们甚至还来不及全面总结，准备今后整理到会议录中去”。当时的 ICG-EAC 根据各单位对实验数据的收集以及对问题的理论分析做出贡献的能力，分为正式会员（F）和准会员（A）两类。ICG-EAC 原准备接纳我所为准会员（A），听了我们的报告后，主动将成员登记表上的“A”改为“F”，上海材料研究所成为我国大陆第一个被该组织接纳为正式会员的单位。

★成功承办国际学术会议。在1993 年南非会议上，不少代表包括该组织的主席，均表达了希望能在中国举办该组织年会的强烈愿望。经向有关上级机关报告请示同意，并经过充分调研以及与 ICG-EAC 执行委员会主要成员的通讯沟通，经 1997 年 ICG-EAC 会议讨论通过，决定 1998 年的ICG-EAC会议于1998年4月19日～24日在浙江（杭州）西子宾馆汪庄（国宾馆）召开。上海材料研究所作为会议东道主和主要承办单位，积极筹备和组织了本次会议。这是与核电安全密切相关的该国际合作组织的封闭性学术会议首次在我国大陆举行。会议正式代表64人，其中来自比利时、加拿大、芬兰、法国、德国、日本、挪威、瑞典、瑞士、英国、美国等国外代表 51 人，中国代表 13 名（含台湾 2 名）。会议交流讨论了大量的最新试验结果和信息。会议非常成功，获国内外代表广泛好评。也为我国有关单位和科技工作者提供了很好的学习机会，对我国有关单位加入该组织和开展相关的国际科技合作，包括亚洲地区环境促进开裂合作组织（EAC-A）的建立等起到了积极的促进作用。会后，ICG-EAC 的主席Peter Ford 博士、技术秘书 John Hickling博士以及我所客座教授 John Congleton博士等参观访问了我所。

上海材料研究所也是 EAC-A 的共同发起者和重要成员单位之一，相当一段时间内曾经起到 ICG-EAC 和EAC-A 在我国大陆地区的联络点的作用。EAC-A 是由日本东北大学 T.Shoji教授牵头联合上海材料研究所、韩国首尔大学和台湾清华大学等共同筹备于 1999 年正式成立；EAC － A 的成员以 ICG － EAC 在亚洲地区的成员单位为主。我所曾成功承办 2006 年 EAC-A学术年会。

21 世纪以来，随着我国核电工业的迅速发展，国内又有多家单位先后加入 ICG-EAC。在时隔 18 年后，ICG-EAC会议终于再次来到中国，于 2016 年 5月份在青岛举行，由中科院金属所承办。

★与英国的国际合作仍在深度延续。为了确定政府对各大学及不同专业的科研投资强度，英国政府设立了一种“研究（水平）评级制度”，自1992 年始，4 年一次。评级的主要依据是公开发表论文的数量和质量。为了迎接 1996 年的评级，纽卡斯尔大学于 1993 年 10 月设立了一种“高级客座研究员基金”，动员各系（全校 8个学院，76 个系）邀请海外知名学者前来短期访问，为 1996 年的科研评级作技术上的准备。鉴于上海材料研究所与该校 1986 ～ 1991 年的 5 年合作卓有成效，并已合作发表论文十余篇，且仍有部分结果值得发表，故我作为合作项目的中方负责人，受到邀请，经该校研究委员会审批，获“基金”

资助赴英访问（据悉，这次全校共批准 7 名“基金”受助者）。后该校正式授予我“客座教授”，根据该校公布的名单，1994 年该校授予该称号的共 10 人，我是其中唯一的中国学者，也是当时中国学者在该校获得的最高荣誉称号。这实际上是对上海材料研究所的工作、对两单位科技合作成绩的最好肯定。在为期3个月的访问期间，我撰写了 4 篇合作论文，分别被国际权威性学术刊物 Corrosion 和 CorrosionScience 等或国际学术会议接受发表。较高质量地完成了访问任务。

我们与老康之间的交流、讨论和合作也一直在不断进行。1997 年赴英出席 ICG-EAC 会议后，我再次访问了纽卡斯尔大学；老康于 1998、2001 和2013 年再访我所；为表彰老康对国际合作及上海材料研究所相关专业方向发展的贡献，丁薛祥所长于 1998 年授予老康上海材料研究所客座教授证书；直至 2001 年和 2003 年我们还根据新的试验研究结果在 Corrosion Science 等期刊上发表了合作论文。

★ 其它国际合作。1998 年杭州 ICG-EAC 会议后，与日本东北大学 Shoji 教授领导的断裂研究所（FRI）在信息交流、人员交流互访及推动EAC-A 的建立和运转等方面建立了较密切的合作关系和较频繁的交往。与美、日等国一些知名的核电材料研发机构进行了有益的交流，例如美国橡树岭国家实验室、通用电气公司研究与发展中心、巴布科克 - 威尔科克斯公司研究与发展部、美国奥本大学、日本金属材料技术研究所等；美国工程院院士、原子能委员会顾问、核材料领域国际知名专家 R.Staehle 教授在1999 ～ 2008 年期间 4 次来上海材料研究所访问交流和讲学。21 世纪以来，上海材料研究所还与印度和捷克等在核电领域开展了国际科技合作。承担和完成了上海市科委国际科技合作项目“高温水中高氮不锈钢环境促进开裂行为及裂纹无损评价技术”（中印合作，2001-2004）、“管线和核电材料的应力腐蚀破裂及寿命预测”（中捷合作，2008-2010 年）等。

忆迄今已30年的“核电梦”的寻梦、追梦和筑梦过程时，脑海中第一个浮现的外国人就是上海材料研究所的老朋友J.Congleton 博士，他将我们引进了“核电材料环境敏感断裂研究”这扇大门，是他持之以恒的真诚支持、帮助和指导，使我们的研究工作能够在较高水平上起步，在较短时间内，取得了具有国际先进水平的成果。对于这位良师益友型国际友人所做出的重要贡献，再次表示崇高的敬意和衷心的感谢！

在追梦、筑梦过程中获得的所有成绩和进步，更是凝聚着上海材料研究所“核电材料腐蚀与防护研究”团队每一位成员的心血。仅参与荣获国家科技进步二等奖项目的团队成员就有十多人，主要包括来自金属腐蚀室和物理测试室的科研人员、来自车间的工人师傅和技师等；以后随着时间的推移和课题的变化，团队成员虽有进有出，但大家始终团结一致，共同努力，不断克服困难，终于一次次地取得好成绩。现在，不少成员已经退休，有的成员去了国外或其它单位，但我始终忘不了大家在一起共同奋斗的日日夜夜。在此向昔日的战友们再次说声“谢谢了！”

核电材料环境促进开裂这一新的研究方向在上海材料研究所的开拓和良好发展并走向世界，也离不开历届所领导的英明决策和大力支持。例如：

★ 1986 年的中英科技合作项目启动之前，上海材料研究所当时还没有相应的课题支撑，是当时的所领导方向威、吴民达和陆明炯等从长远发展趋势的需求出发，果断决定立项并引进了高温高压水应力腐蚀试验装置；在陆明炯总师的支持和帮助下，1988年又争取到了机械工业技术发展基金项目；这些都给合作项目的实质性启动和顺利进展提供了重要的基础条件。

★在罗唯力总师的极力支持下，1993年我才能有机会代表上海材料研究所出席在南非召开的ICG-EAC会议并得以使上海材料研究所成为该国际合作组织的正式成员。

★丁薛祥所长对 ICG-EAC 会议等更是高度重视并给予了许多具体支持，有几件事情令人难忘：① 1993 年时，我国尚未与南非建交，赴南非开会不但须外交部特批，签证还要在香港办理，直到预定启程日的前一天下班前所部才得到签证已到的通知，我连夜赶往北京取回护照次日早晨飞返虹桥机场接转经新加坡至南非约翰内斯堡的班机，时间非常紧促。时任九室主任的丁薛祥亲自赶往机场，办好购买国际机票手续并将机票和外汇等及时交到我手上，保障了我能按时赶到会议报到地点并全程参加会议。② 1998年丁薛祥所长专程前往杭州出席 ICG-EAC 会议并热情致辞。国外代表对年轻的所长印象深刻。③自上世纪末开始，ICG-EAC 要求每个成员单位支付每年 300 美元的会费，为此事请示丁薛祥所长时，他毫不犹豫地说：一定要按时交！少一桌招待餐，这点钱不就省出来了吗？

★本世纪初以来，在蔡安定所长的积极努力和具体帮助下，争取到并完成了两项上海市科委资助的有关核电腐蚀研究的国际科技合作项目；蔡安定所长还亲自带领科技人员深入核电厂现场进行调研，进行失效分析。

在回顾这一段“追梦史”时，不能忘记的还有一位重要人物，他就是曾经在上海材料研究所工作五年多的俞健博士，他虽然没有直接参与合作研究，但他是促进上海材料研究所开展中英科技合作及加入 ICG-EAC 的牵线者。在此，要向他表示特别的感谢！

上海材料研究所的这份“核电情结”之所以能够坚持 30 年，还在于通过一个接一个课题的历练，在这个团队中，一直在不断地锻炼和造就出年轻的优秀科技工作者，将接力棒一棒一棒地传下去。高兴的是，有的青年骨干即使去了外单位，也仍不忘“核电情”，例如华惠中博士和吕战鹏博士仍在该领域辛勤耕耘。更加令人欣慰的是，由于核电而与我们结缘的李光福博士（他在英国和日本从事有关核电的学习和工作过的两个团队的负责人分别是与上海材料研究所合作的 J.Congleton 博士和介绍上海材料研究所加入 ICG-EAC的 T.Shoji 教授）2002 年回国来到我们这个团队后，在历练中迅速成长，很好地接过了接力棒，在核电材料相关研究的道路上继续前进。

虽然我所在“核电梦”的道路上已取得长足的进展，但存在问题仍不少。任重道远，祝愿我所在这个研究方向上，克服困难，做出更大贡献！

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