“龍樓鳳闕不肯住，飛騰直欲天臺去?！币磺倌昵?，詩仙李白游覽臺州后，留下了這樣的詩句。這個位于浙江省中部的城市，歷史悠久，居山面海。中核集團旗下中國核能電力股份有限公司（簡稱中國核電）控股的三門核電有限公司，就位于臺州市三門縣健跳鎮。三門核電位于浙江省臺州市三門縣健跳鎮。

眾所周知，核能是一種低碳能源，使用核能發電可以減少二氧化碳的排放，為我國實現“雙碳”目標貢獻力量。今年四月，三門核電一期工程兩臺機組累計實現安全發電1000億度，相當于節約標準煤2800余萬噸，減排二氧化碳7500萬噸。

然而在公眾層面，對核電抱有質疑態度的人仍為數不少，核電安全一直是大眾關心的話題。在三門核電，有這樣一個實驗室，他們的團隊通過化學控制方法降低一回路輻射劑量，開發機器人代替工作人員完成部分工作，取得了令人矚目的成果。

視野：站在后天看明天，決定今天的選擇

在國內三代核電化學領域，存在著一系列重點難點問題。例如壓水堆新機組一回路熱試鈍化最佳鋅濃度，鋅元素的載體——核級貧化醋酸鋅等新材料的制備技術，一回路化學的在線監檢測精密儀器儀表開發、放射化學分析機器人技術，以及核電廠“黑燈實驗室”技術等。近年來，三門核電成立重點實驗室，將上述問題逐個攻關成功。

2024年7月23日，由三門核電牽頭申報的“全省先進壓水堆水化學技術和材料研究重點實驗室”（以下簡稱“省重”）通過了浙江省科技廳的評審和論證，正式發文公示，這是中國核電首個成功獲批的全省重點實驗室。在浙江省對全省重點實驗室優化重組，大幅縮減“省重”數量的形勢下，他們逆勢而上，成為新的弄潮兒，著實不易，團隊平均年齡31歲，朝氣蓬勃、活力無限，對新事物保持敏感，對創新保持激情，與時俱進，緊盯世界前沿技術。

“省重”有5個研究方向，第5個就是核電智慧化學建設，其中許多方面具備國際領先水平。實驗室主任侯濤認為，團隊在領域內的前瞻性和創新性，是他們能夠領先的重要原因。

“站在后天看明天，決定今天的選擇”，這是侯濤很喜歡的一句話，也代表了團隊對于前瞻和創新的思考。如果站在“今天”往前看，很容易茫然無措，因為每個方向都是“向前”；而如果能站在“后天”回望，那“后天”與“今天”視線交匯處的“明天”，便是當下應該發力的方向。

關鍵是找到“后天”的位置。侯濤二十年的工作實踐，某種程度上，正是獲取這種看到“后天”的視野。

對于這個團隊的核電人來說，大學四年的學習只是培訓過程的一半，另一半是在工作中完成的，侯濤也不例外。2004年從大學畢業后進入三門核電，他工作的前六年一直在外培訓，分別在核工業研究生部、秦山核電站等地培訓實習，直到2010年才回到三門核電工作。

這些年核電系統設備的培訓和電站的實習，為侯濤在核電領域的工作和思考打下了堅實的基礎。而核電僅是核工業產業中的一個環節，其他版塊的知識也引發了他濃厚的興趣。2011年侯濤獲得了去清華讀書的機會，清華大學與中核集團共建了一個工程碩士聯合培養班，在中核內部選拔。最終三門核電有5位員工被錄取，侯濤是其中之一，他的統考成績排在全國前0.03%。

在清華系統學習了核燃料循環閉環體系，同位素分離技術、核化工、離心機原理等課程后，他也打開了視野，更深度地理解了自己從事的核工業。這些核燃料與核技術的基礎課程，為多年以后全省重點實驗室的核工業系列穩定同位素新材料等的開發奠定了基礎，“穩定同位素硼10與硼11的分離、鋅64與鋅65的分離，采用離心法還是化學工藝法的難度與經濟性，是從那個時候開始有理論基礎的”。

除了在學校的經歷之外，不同工作崗位也給了侯濤不同的觀察視角。2019年，他到核動力運行研究所掛職一年，與研究人員廣泛深入地交流，以及在各地參加會議、活動的感悟，讓他感觸頗深：“我們原來是在一線工作，處理的是現場實際問題，沒有站在更高維度思考的機會。在掛職期間與一個龐大的科學研究及信息化團隊共事，我們的交流碰撞出了很多火花?！?/p>

在此之前，他對機器人了解不多，2019年，他參加了核工業機器人與智能裝備協同創新聯盟年會，“現場有一個智能機器人跟大家說話聊天，我當時很受啟發?！睓C器人的發展速度超出了他的想象，也是從那時起，“把機器人應用到核電廠的工作場景中，減輕人的負擔”，成了埋在他心里的一顆種子。

在核電領域，如何降低工作人員的輻射劑量，延長設備使用壽命，一直是這個團隊核電人孜孜以求的夢想；在現代科技領域，人工智能浪潮不可阻擋，如何建設以機器人為代表的智慧化學體系，也必將是未來的趨勢。

成長：跟跑并跑與領跑

AP1000是美國西屋公司設計的一種三代核電堆型，但第一個使用它的核電站，卻并非來自美國或其他歐洲國家，而是中國的三門核電。我們從中也能看出三門核電的特點：國際化程度比較高，對行業內新技術的接受程度也較高。

三門核電的大部分中高層管理人員，都有海外對標或培訓經歷，侯濤本人也在美國、西班牙、奧地利等多地培訓過，與EPRI（美國電力研究院）、IAEA（國際原子能機構）等專業組織保持緊密聯系?！爸袊暮穗娛聵I經歷了‘跟跑’‘并跑’到‘領跑’的階段，跟跑時我們要知道方向在哪里，并跑時要知道向誰看齊，瞄準世界最先進的技術，這樣才有可能最終領跑。”

對于侯濤和“省重”的同事來說，三門核電給他們早期的“跟跑”提供了很好的平臺。2013年，AP1000世界首堆在三門核電吊裝完成。它屬于第三代壓水堆，代表著當時行業內最先進的技術。歐美國家都在核電領域發展多年，而我國的核電發展目標一直是提高自主化能力，引進一套新技術，把它消化、吸收，進而造出自己的三代堆型才是我們的當務之急。因此，我國做出了引進AP1000的決策。

然而，“跟跑”也并非一帆風順，也會遇到領跑者未曾遇到或模擬到的“路障”。比如原設計測算上的理論參數，在實踐中也許并非最佳值，使用他們的數據運行設備，未必能達到最好的效果。

為此，侯濤的團隊做了一個課題，通過臺架試驗和理論研究，發現原來的某項參數不在最佳的范圍，“比如某項化學參數，他給我們提供的限值是一個范圍，我們為了求穩，通常會調到這個范圍的中間區域。但是我們經過基礎研究和臺架試驗驗證，發現調到另外一個值附近理論上才是最佳的效果”。實踐是檢驗真理的唯一標準，經過實踐的驗證，與理論吻合，應用最佳值的機組首修集體劑量做到了全球最低。EPRI對此效果非常感興趣，并伸來了橄欖枝?！拔覀兺ㄟ^基礎理論研究和臺架試驗研究出的方法和技術做出了一個新的標準，達到更好的效果?！弊罱K這項成果鑒定為國際領先水平。

此外，在蒸發器的腐蝕產物遷移與質量平衡評估方面，“省重”團隊開發計算公式，將以前的定性研究升級為定量研究，在技術功能“能用”的基礎上，研究如何將它們用到“最好”。為同行提供了更科學先進的方法，并發布了能源行業標準。

核電領域的國際交流，很講究方式方法。一方面，固步自封是不可取的，開拓進取才有發展。侯濤近年去IAEA參會，歐洲專家很歡迎中國團隊去做講座，因為我們的一些新成果會讓他們耳目一新?！癐AEA有一個技術導則，上次我們去做完分享，組織者邀請我們做技術導則的編委之一，并且把我們的新技術方向也寫上去。人家的尊重會讓我們在國際上更有話語權?！?/p>

而另一方面，各國也會在交流中守住邊界，核心技術都不會向彼此透露。中國核電人必須通過自主研發來破局。

在核電站的運行過程中，一回路承擔著讓反應堆冷卻劑循環的作用。在一回路加入鋅元素可以有效減少機組輻射劑量，而鋅元素的載體——核級貧化醋酸鋅，長期以來只有少數國家可以生產，中國的核電站只能依賴進口，而且使用受限。它的制備是一項關鍵技術，國際上的價格至少5.3萬元/千克，而且賣方一再聲稱產能有限，準備繼續漲價。

這項技術涉及化學、物理等交叉學科的知識，需要多家單位共同協作。侯濤的團隊聯合專業的科研院所來合作攻堅，解決關鍵的專用設備技改。最終在大家的共同努力下，“省重”聯合體成功制備出了國產核級貧化醋酸鋅，成果被鑒定為國際先進水平，使我國成為第三個掌握此項技術的國家。

而在核級貧化醋酸鋅國產化后，其國際價格也被“省重”團隊“打了下來”，價格一路走低到2.3萬元/千克。按一臺機組一年使用15千克計算，這項技術可使一臺機組一年節省45萬元，推廣到全國的話，以我國在運核電機組55臺計算，每年可以節省2000多萬元。有了自主的產品，國內推廣該技術更加有底氣，為電站帶來更低的劑量，其意義難以估量。類似的水化學新材料開發，在“省重”還有一批。

超越：站在巨人的肩膀上

“省重”的5個研究方向中有一個是智慧化學建設方向。根據工作場景，“省重”第一階段首創了5種機器人2個機械臂——化學智能巡檢機器人、放化樣品轉運機器人、樣品分裝機器人、pH測量機器人、液閃制樣機器人、高純鍺自動進樣機械臂、液閃操作機械臂，它們能有效地將人力從簡單的重復性勞動或輻射性的工作中解放出來。

在侯濤的設想中，智慧化學分為四步走：第一步是“有人操作”，這也是行業內普遍現狀。第二步是“自動化”，目的是解放人力。一方面，對一回路高放射性高頻率取樣分析的化學參數進行自動化取樣與分析系統的開發，并分別自主研制自動分析不同參數的高精度放化精密儀器設備，打破國際壟斷，發展新質生產力，替代人工操作、降低人員接受劑量；另一方面，一直以來，核電站的化學相關系統巡檢都是由人完成的，有專人按一定頻率對各項數據進行抄錄、上傳等。這一方面會耗費人力，另一方面，人工抄錄理論上會有出錯的概率。使用化學智能巡檢機器人后，機器人可以定時定點啟動巡檢路線，也可以根據工作人員的需要臨時啟動巡檢。巡檢時會把所有參數抄錄下來，自動報表，自動上傳趨勢。與正在開發的人工智能平臺結合，還可以自動診斷異常原因。而另一種機器人——放化樣品轉運機器人則免去了工作人員穿、脫防護服進入核島的繁瑣，可以直接把樣品送到放化實驗室。這樣一來，不僅把人員從簡單重復性勞動中解放出來，還可以做到比人更準確、更可靠、更高效。

第三步是“無人化”，侯濤將其歸納為“黑燈實驗室”。第一階段：對于特定的部分樣品，通過樣品轉運機器人，送至放化實驗室，通過樣品分裝機器人、集成pH分析機器人、制樣機器人、高純鍺自動進樣機械臂、液閃自動進樣機械臂等對樣品及數據進行測試，實驗，并分析實驗結果，如有問題會自動報警?！耙驗槿潭际菣C器在處理，沒有人在里面做實驗，所以就不用開燈了?！钡诙A段，正在開發仿生機器人，在某個實驗室將模擬替代更多人的操作，實現10-15種化學分析及操作，完全替代人工，實現更多的操作，并逐步推廣至其余分析實驗室。

核電廠化學智能巡檢機器人

黑燈實驗室與大語言數據模型結合后，進入黑燈實驗室的第三階段，仿生機器人通過自學習功能對化學科研實驗進行計算模擬和推算預測，并通過試驗驗證。“實現這一步很難，但從無到有，一步一步走來，我們愿意成為‘第一個吃螃蟹的人’。站在后天看明天，決定今天的選擇！”

侯濤介紹，目前在智慧化學的“自動化”方面，“省重”團隊與美國同行處于“并跑”狀態；在“無人化”“智能化”領域，即“黑燈實驗室”、人工智能診斷系統等方面，都處于世界領先位置。

近三年，“省重”6項科技成果被鑒定為國際領先和國際先進，已授權21項發明專利，完成5項重大成果轉化。

作為“省重”主任，侯濤本人的學習和早期工作經歷與信息化、智能化關聯并不大。他之所以能帶領“省重”在智慧化學領域取得令人矚目的成績，在他看來，首先是三門核電的平臺高，“站在巨人的肩膀上”，通過對標國際的培訓，讓他擁有了國際化視野，開拓了思路，接觸到了國際前沿信息，才能想到去超越上限。而組織的掛職經歷則直接啟發了他創新的具體方法。此外，還有團隊的內部和外部兩個原因。

內部原因來自團隊成員的努力。他本人利用業余時間自學了機器人基礎知識，包括導航功能如何實現，機器人如何讀取數據，紅外檢測如何應用等。“現在網絡這么發達，這些知識學起來很方便。比如學習了機器人的圖像識別，我就能搞懂怎么把化學指標轉換成圖像信號”。

另一方面，在組建“省重”團隊時，侯濤就特意挑選了大學時同時修過化學和信息兩類課程的復合型人才，由他們來執行機器人開發的任務。

而外部原因，則是我國近年來在機器人及人工智能領域的迅速發展，讓“省重”得以獲得成本相對低廉，功能相對完善的機器人，可供他們進行再開發。在侯濤看來，這是讓他們得以“領跑”的決定性原因。

“我們沒有能力去開發通用機器人，但在現成的機器人基礎上，我們使用它60%～70%的功能，再改造開發30%～40%的功能，從而應用于化學場景，這是可以做到的。”

除了功能以外，成本也是需要考慮的因素。用機器人替代人做一部分工作，前提是替代成本要合理，如果成本太高就沒有實用價值。侯濤舉了一個例子，2019年他參加核工業機器人與智能裝備協同創新聯盟年會時，現場跟他們互動的那個機器人，租金要1萬元/天?！爱敃r看到機器人，就有把它應用在我們工作中的想法，但當時做不到，成本太高?！苯涍^四五年的發展，今年他在餐廳吃飯時看到的來回奔跑送餐的機器人，只要七八百元一臺了。

在國際場景下，中國科技進步的效應則更加明顯。今年4月，團隊負責人侯濤前往維也納IAEA總部交流，介紹“省重”的智慧化學建設，現場演示化學智能巡檢機器人。德國、法國的同行當場表示，這類機器人他們做不出來，工會不會同意。而美國同行在詢問了造價以后苦笑著表示，“我們在技術上可以做到，造價也是你們這個數，但單位要從人民幣換成美元”。這也意味著，如此高昂的成本將沒有實用意義。

“中國的科技發展太快了，我們是站在巨人的肩膀上?！眻F隊的工作人員感嘆道。

目前，“省重”絲毫沒有放慢前進的腳步，團隊規劃中另外有十幾項工作也在同步推進，每天工作排得滿滿的，接受電話采訪的時間安排在了周五晚上十點后，此時團隊負責人侯濤剛乘機抵達另外的城市，準備上第二天的工程博士課程。

忙碌且充實，這不僅是 “省重”團隊的節奏，也是整個三門核電的狀態。未來，三門核電將堅持“科技支撐發展，創新引領未來”的發展目標，推進科技自立自強。通過科技創新，讓“電廠更安全、運營更高效、維修更智能、業績更卓越”，助推三門核電高質量發展。