在第十四届中国国际核工业展览会上，有一个展区得到了全国政协副主席齐续春的特别关注，在这个展区内陈列着被中国工程院院士周永茂誉为核事业“脊梁骨”的核电燃料元件。这些核燃料元件的研制主要来自坐落在内蒙古包头的中核北方核燃料元件有限公司（中核北方）——我国最早的，品种最全、最多的核燃料元件研制和生产基地。经过近60年的发展，中核北方积累了雄厚的核燃料元件产业技术实力和能力，不仅承担着我国大部分核电动力堆燃料元件的研制任务，更承担着我国大部分研究实验堆核燃料元件的研制任务。

　　二代到四代 燃料研制实力首屈一指

　　中核北方建成于1958年，是我国核工业最早创建的“五厂三矿”之一，也是我国第一个核燃料元件科研生产基地，曾为我国“两弹一艇”做出了重要贡献。在近60年的发展建设中，中核北方即使是在“保军转民”的困难时期，也从未间断过核燃料元件的科研与生产工作，并以研究实验堆燃料元件技术为基础，先后建成了重水堆、压水堆、高温气冷堆等多种堆型核电燃料元件生产线，实现了从制造二代、三代到四代核电燃料元件的跨越式发展，走在了核燃料元件研制领域的前沿。

　　中核北方建成了国内第一条专用钴调节棒组件生产线，结束了我国钴源需要大批进口的历史，是中核集团公司“十一五”期间主要的创新成果之一；我国第一条也是目前唯一一条重水堆核电燃料元件生产线也扎根在这里，燃料元件棒束的质量已达到了国际先进水平；为满足国家压水堆核燃料元件供应能力，2010年在这里又建成了一条具备年200吨铀生产能力的AFA3G压水堆核燃料元件生产线。

　　2016年3月27日，中核北方一条新的核电燃料元件生产线正式建成投产。这条生产线是全球首条工业规模高温气冷堆核电站球形燃料元件生产线，属国家重大科技专项。生产线以清华大学球形燃料元件制造技术为技术依托，是我国完全拥有自主知识产权、全球第一条具有第四代核技术特征的工业化规模燃料元件生产线。生产线的正式投产支撑了我国核电“走出去”战略的实施。

　　今年下半年，另一个国家重大科技专项——国内首条AP1000核电燃料元件生产线也将在这里完成工艺合格性鉴定工作，并投入生产。这都充分说明了中核北方的核燃料元件制造技术能力和实力。

　　截至目前，中核北方建成的大规模核燃料元件生产线已达5条之多，成为了我国国内拥有核燃料元件生产线最多、核燃料元件品种最多的企业。

　　实验堆元件到微堆元件 研制能力不断提升

　　中核北方除了掌握着我国大部分核电燃料元件的研制能力外，还掌握着我国大部分实验堆燃料元件的研制和生产能力。“中核北方具有较强研发能力和生产技术实力，技术比较全面，研发生产做的品种比较多，积淀了深厚的技术实力，除核电反应堆燃料元件外，微堆元件的研发也在中核北方研究完成。当前我国拥有自主知识产权的研究实验堆燃料元件大部分都在这里。”中核北方高级顾问、原总工程师、副总经理任永岗说。

　　2016年3月26日，我国微堆圆满完成了低浓化改造，并首次实现满功率运行。早在上世纪80年代初，中核北方就研制完成了微堆元件。而微堆低浓化改造即以低浓铀燃料替代原有的高浓铀燃料，要使其从设计图纸变成实物，元件研发是关键环节。微堆低浓燃料元件的研制工作给中核北方带来了不小的挑战。微堆低浓燃料元件比起核电燃料元件最大的特点就是“小”。“对于制造业来讲，一个是怕大，苦于加工设备的限制；另一个就是怕小，越小越难做，太过精细。”中核北方员工、微堆低浓燃料元件专项课题研制攻关队蔡振方介绍。

　　微堆低浓燃料元件由锆合金包壳管、绿豆大小的芯块、上下端塞等部件组成，外形看起来如一根直径只有5mm、上下粗细均匀的“筷子”。“它的研制工作比起核电燃料元件的研制就好比是一个在岩石上作画，另一个是在米粒上作画。”中核北方微堆燃料元件专项课题研制攻关队的人员这样比喻道。别的不说，单说微堆燃料元件的焊孔，有的只有0.6mm，像“针眼”那么大，而工艺还要求如艺术品一样完美，产品还要批量生产。可想而知这项工作的难度。

　　而更难的还是芯块的加工制造。“通常核电燃料元件芯块生产要经过磨削，但是微堆燃料元件的芯块太小，像绿豆一样，而且物料很贵重，用传统的生产工艺是完全行不通的。”蔡振方介绍道。传统工艺行不通，就只能另辟蹊径。凭借着经验，经过不断的摸索、不断的实验，终于研究出无磨削、一次成型技术，找到了生产芯块的最佳途径。“这项技术我们已经申请了专利。”蔡振方自豪地说，这一句简单的话语背后却是无尽的艰辛与努力付出。

　　微堆燃料元件长不到一英尺，管径只有5mm，在这样“纤细”的身材里要装进50块芯块，也是一项不小的挑战。曾从事微堆燃料元件研制、现工作在高温气冷堆燃料元件生产线上的中核北方工程师田久程，至今都难忘自己第一次像拨豆子一样、小心翼翼地往锆管里装芯块的“窘相”。“50块小芯块，我整整装了近两个小时。”田久成回忆说，“时间不等人，当时只有9天的工期，工业智能化还不是很成熟，没有别的办法，只能勤练、实练、苦练和‘傻练’。后来我们装一根锆管只需要两分钟的时间。”就是这样，2013年11月，经过8个月的技术攻关，国内首批低浓铀微堆燃料元件在中核北方顺利下线。

　　微堆燃料元件的成功研制是我国在微堆燃料元件领域取得的一项重大成果。这一成果使微堆技术拥有更好的安全性和应用前景，而能够承担起这项重任，也再一次证明了中核北方的燃料元件研制能力。

　　引进到国产 凸显中核北方品牌

　　第十四届中国国际核工业展览会上，国务院委员王勇强调，中央企业涉及国家安全、经济命脉、国计民生，不能受制于人，关键技术是买不来的，作为大国重器，核工业必须保证完整，必须要有完整的核产业体系。

　　“要打破国外技术垄断，拉近与国际先进水平的距离，一定要迈出设备国产化这一步，从而将主动权攥在自己的手中。”中核北方公司总经理马文军对此也有着独到的认识。

　　不掌握核心技术，就要处于被动。作为核产业体系中的重要一环中核北方在近60的发展中，不但构建起了核燃料元件产品多元化、产能规模化的产业新格局，更推进了燃料元件国产化的步伐。

　　高温气冷堆燃料元件生产线设备国产化率几近100%，重水堆燃料元件生产线、在建的AP1000核电燃料元件生产线都在进行设备的国产化、自动化改造。这些改造不仅打破了进口的枷锁，拓宽了购置渠道，取得了购置主动权，更节约了大量资金，为生产线的长期稳定运行提供了保障。

　　在引进、消化、吸收、再创新的基础上，中核北方还加大了与科研院所的合作，在自主化燃料元件的研制工作中承担起重要角色。

　　2015年12月31日，我国完全具有自知识产权的CAP1400自主化燃料原型组件在中核北方研制完成。CAP1400自主化燃料组件是国内首个使用全新锆合金格架，具有完全自知识产权并满足14英尺堆芯的高性能燃料组件。原型组件的研制成功，对于CAP1400自主化燃料研发具有里程碑意义，是CAP1400自主化燃料组件研制的关键一步。按照计划，中核北方将在今年年底将完成CAP1400定型组件的研制工作。

　　除此之外，中核北方还承担着环形燃料元件、中科院“创新2020”专项钍基熔盐堆燃料元件、小堆燃料元件等新型燃料组件的研发工作。这些元件的研制成功将为我国核事业的发展翻开新的篇章。

　　除了在燃料元件国产化方面做出了应用的贡献外，中核北方在核技术应用领域也有一番作为。

　　2016年1月9日，中核北方成功运用3D打印技术打印出CAP1400自主化燃料组件管座，可谓在核电燃料元件制造领域“拔得头筹”。这是一次大胆的探索性实验，更是一次对传统加工模式的颠覆。

　　2016年2月2日，国内首套直径约为1.2米、重达6吨左右的CAP1400核电站屏蔽主泵用贫铀飞轮在中核北方下线。贫铀飞轮是我国自主化第三代大型先进压水堆屏蔽泵电机配套的关键零部件，中核北方花费近两年的时间将它试制成功。该项成果完全拥有自主知识产权，其成功研制不仅提高了飞轮及主泵运行的安全性与可靠性，更进一步拓展了贫铀材料在核电产业的应用。

　　研制生产的航天用测高仪屏蔽体，助力“神舟”落地、“嫦娥”落月，为我国航天事业作出了重要贡献。

　　“中核北方建设之初就是‘厂所合一’型的，具备很强的研发能力。在几十年的发展中技术得到不断的积累、发展、提高，并且有很多创新，所以我们提出要建设面向全球、国际一流的核燃料元件生产科研基地是有扎实的技术基础的。”任永岗如是说。

　　春风拂过十里路，白日渐长夜微凉。中核北方办公楼前的丁香花正含苞待放，小草也刚吐出嫩芽。此时，重水堆燃料元件生产线上的自动运料车正穿梭于各车间；高温气冷堆燃料元件生产线上的机械手臂正将刚刚经过高温煅烧过的燃料球放入传输带……初春的朝阳中，中核北方依然在脚踏实地践行着自己核事业发展的梦想。（作者系中核北方核燃料元件有限公司林丽圆）