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學(xué)科史話 | 一項(xiàng)國際科技合作開啟并延續(xù)30年的“核電夢”

2017-06-28 16:15:40 作者：楊武上海材料研究所來源：《腐蝕防護(hù)之友》分享至：

1985 年 4 月，英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞專家J.Congleton（康格爾頓）博士（上海材料研究所的職工親昵稱其為“老康”）應(yīng)邀來華訪問講學(xué)。那時(shí)英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的環(huán)境敏感斷裂研究團(tuán)隊(duì)在應(yīng)力腐蝕開裂研究方面在世界上享有盛譽(yù)，處于國際領(lǐng)先地位。老康是這個團(tuán)隊(duì)以R.N.Parkins（帕金斯）教授為首的“三駕馬車”之一，另一“駕”是 D.Hardie（哈迪）博士，他的特長是氫脆研究。老康這次先后訪問考察了北京鋼鐵學(xué)院（由中科院學(xué)部委員肖紀(jì)美教授主請）、鄭州工學(xué)院和上海材料研究所（Parkins 教授的學(xué)生俞健博士 1984 年回國后來到上海材料研究所工作，成為老康來訪的牽線者），并參加了上海材料研究所受中國機(jī)械工程學(xué)會材料分會委托在浙江桐廬舉辦的“氫脆、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞學(xué)術(shù)討論會”，對該所在腐蝕方面，尤其是電化學(xué)方面的研究工作給予高度評價(jià)。經(jīng)過對上述幾個單位的考察比較，老康主動提出希望與上海材料研究所建立關(guān)于“（核電）材料在高溫高壓水中的環(huán)境敏感斷裂及其電化學(xué)研究”的國際合作研究關(guān)系，回英后即向英國文化委員會提交了報(bào)告。

上世紀(jì) 80 年代，核電工業(yè)是新興的一種高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在我國剛剛起步。核電設(shè)備的安全可靠性是至關(guān)重要的問題，其中，以應(yīng)力腐蝕破裂為代表的環(huán)境敏感斷裂問題是影響安全運(yùn)行的關(guān)鍵之一。與核電工業(yè)有關(guān)的機(jī)電產(chǎn)品在高溫高壓苛刻條件下工作，給相關(guān)的環(huán)境敏感斷裂研究以及實(shí)驗(yàn)裝置的建立和完善帶來很大難度。上海材料研究所在此領(lǐng)域剛剛起步，而紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)已有多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可供我們借鑒。紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)和世界上其它國家的一些實(shí)驗(yàn)室均已發(fā)現(xiàn)，高溫高壓條件下的環(huán)境敏感斷裂與電化學(xué)和表面膜密切相關(guān)，但紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)尚缺乏這方面的專門人才和經(jīng)驗(yàn)；而上海材料研究所在電化學(xué)和表面分析方面具有較強(qiáng)的專門人才、專業(yè)知識和測試設(shè)備。兩個單位的密切合作，各取所長，必將使研究工作建立在高起點(diǎn)上，使合作試驗(yàn)研究能加速進(jìn)行，并在深度和廣度上得到很好的開拓和充分的發(fā)展，對雙方的核電科技工作都帶來好處。因此，雙方一拍即合，在國家機(jī)械工業(yè)委員會的大力支持下，并得到英國文化委員會的經(jīng)濟(jì)資助，上海材料研究所與該校簽訂了科技合作協(xié)議。首期合作自 1986 年 4 月至 1989 年 4 月，為期 3 年；1988 年，鑒于合作對雙方均已產(chǎn)生成效，在英國駐滬總領(lǐng)事館的支持和見證下，于1988年9月簽訂了合作延長2年的（補(bǔ)充）協(xié)議；整個合作為時(shí) 5 年。

在 5 年的合作期間內(nèi)，項(xiàng)目的英方負(fù)責(zé)人老康 5 次訪華，每年均有 1 個月左右來上海材料研究所進(jìn)行合作研究工作，1986 年，老康還作為嘉賓參加了上海材料研究所成立 40 周年慶典并致辭；上海材料研究所則先后派出 4名科技人員（楊武、華惠中、鄭文龍、徐克薰）5 次赴英參加該合作項(xiàng)目。我作為中方負(fù)責(zé)人，于合作的開始和結(jié)束年度兩度赴英執(zhí)行合作任務(wù)。

通過雙方 5 年的密切合作和共同努力，合作取得了豐碩成果，主要體現(xiàn)在：

1）合作完成了十多篇高質(zhì)量研究論文，經(jīng)過嚴(yán)格評審，分別在國際知名的 Corrosion 和 Corrosion Science 等權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上、國內(nèi)（英國或中國）或國際腐蝕學(xué)術(shù)會議上發(fā)表，提升了兩個單位在國際學(xué)術(shù)界的地位和影響。

2）在中國訪問者的指導(dǎo)下，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)建立和發(fā)展了高溫高壓高純水中的電化學(xué)測試規(guī)程；在英國訪問者的指導(dǎo)下，上海材料研究所建立了我國首臺小型動態(tài)水高壓釜試驗(yàn)回路以及動靜態(tài)配套的高溫高壓環(huán)境敏感斷裂試驗(yàn)研究基地。

3）由于合作卓有成效，使雙方均在工業(yè)界產(chǎn)生越來越大的影響，并爭取到更多的課題來源和財(cái)政資助。例如：英方獲得美國電力研究所、殼牌國際公司下屬英國煤氣公司的補(bǔ)充資助（并使部分合作研究擴(kuò)展到氫脆研究領(lǐng)域）；中方獲得機(jī)械工業(yè)共性技術(shù)發(fā)展基金資助，并與國內(nèi)核工業(yè)界建立了密切聯(lián)系，接受部分試驗(yàn)研究項(xiàng)目。

正是這項(xiàng)成功的國際科技合作，為促進(jìn)核電材料環(huán)境促進(jìn)開裂性能試驗(yàn)研究這一新的重要研究方向地確立奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)也開啟了我們的“核電夢”，即在建設(shè)更多安全且高效的清潔能源核電站，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)綠色祖國的 “中國夢”過程中做出更大貢獻(xiàn)。

5 年的合作結(jié)束了，但合作帶來的效應(yīng)仍在持續(xù)“發(fā)酵”，我們的追夢之旅一直在途中，也不斷有收獲。主要表現(xiàn)在：

（1）多年來，上海材料研究所承擔(dān)并完成了許多有關(guān)核電材料腐蝕與防護(hù)方面的重要課題。例如：

★機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目（1988 ～ 1991）“機(jī)械工程材料高溫及常溫高壓環(huán)境敏感斷裂測試技術(shù)和性能評價(jià)”獲1993年國家科技進(jìn)步2等獎。

★國家核安全局主管國家“八五”

科技攻關(guān)項(xiàng)目（1994 ～ 1996）“鎳基合金傳熱管超脹條件下審評依據(jù)的研究”腐蝕實(shí)驗(yàn)，獲 1998 年機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步三等獎。

★ 上海市重點(diǎn) 科技攻關(guān) 項(xiàng) 目（1995 ～ 1996，與上鋼五廠及上海核工程研究設(shè)計(jì)院合作）“國產(chǎn)核用蒸汽發(fā)生器傳熱管 800 合金應(yīng)用可靠性研究”，獲1998年上海市科技進(jìn)步3等獎。

★上世紀(jì)末基于在核電材料腐蝕與防護(hù)方面的研究基礎(chǔ)，上海材料研究所得以加入到由中科院金屬所牽頭的國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目申請團(tuán)隊(duì)，這個團(tuán)隊(duì)在1999 ～ 2015 期間，陸續(xù)申請成功 3 個973 項(xiàng)目，即①“材料的環(huán)境行為與失效機(jī)理”（1999-2004），這是我國腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域首個獲批立項(xiàng)的 973 項(xiàng)目；②“核電關(guān)鍵材料的環(huán)境行為與失效機(jī)理”（2006-2010）；③“核電關(guān)鍵材料及焊接部位在微納米尺度下的環(huán)境行為與失效機(jī)理”（2011-2015）。后兩個項(xiàng)目均以核電作為專題。在這 3個 973 項(xiàng)目中，我所均作為主要單位之一承擔(dān)并完成了相關(guān)課題任務(wù)。

★國家核電重大專項(xiàng)“大型先進(jìn)壓水堆核電站重大專項(xiàng)：壓水堆核電材料環(huán)境相容性研究 - 壓力容器接管安全端應(yīng)力腐蝕行為研究”（2011-2014）。

★此外，還承擔(dān)和完成了來自核工業(yè)界的多項(xiàng)試驗(yàn)研究、失效分析、模擬驗(yàn)證和安全審評等任務(wù)。

（2）走上了更大的國際合作舞臺

★加入國際合作組織。“水堆材料環(huán)境促進(jìn)開裂國際合作組織（ICG-EAC）”是專門從事協(xié)調(diào) （輕）水堆核電站結(jié)構(gòu)材料環(huán)境促進(jìn)開裂方面的研究開發(fā)工作的權(quán)威而又封閉性的國際合作性機(jī)構(gòu)，屬非官方性質(zhì)的學(xué)術(shù)性團(tuán)體，成立于 1979 年。1991 ～ 1992年期間，上海材料研究所通過當(dāng)時(shí)在英國工作的俞健博士的聯(lián)系和介紹，由 ICG-EAC 執(zhí)委會委員、日本東北大學(xué) T.Shoji 教授向該組織主席 P.Ford 博士推薦，邀請上海材料研究所代表出席 1993 年 3 月在南非召開的 ICG-EAC國際會議，并加入該組織。所里派我出席會議，作了題為“上海材料研究所的高溫水中環(huán)境促進(jìn)開裂研究工作”的報(bào)告、歷時(shí)近半小時(shí)。報(bào)告后，F(xiàn)ord主席立即表示：這是一個很有興趣的報(bào)告，特別是關(guān)于高溫水中應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法的比較很有意義。進(jìn)行專題總結(jié)時(shí)，數(shù)據(jù)和試驗(yàn)方法專題主持人說，“上海材料研究所提供了很多有用的數(shù)據(jù)，我們甚至還來不及全面總結(jié)，準(zhǔn)備今后整理到會議錄中去”。當(dāng)時(shí)的 ICG-EAC 根據(jù)各單位對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集以及對問題的理論分析做出貢獻(xiàn)的能力，分為正式會員（F）和準(zhǔn)會員（A）兩類。ICG-EAC 原準(zhǔn)備接納我所為準(zhǔn)會員（A），聽了我們的報(bào)告后，主動將成員登記表上的“A”改為“F”，上海材料研究所成為我國大陸第一個被該組織接納為正式會員的單位。

★成功承辦國際學(xué)術(shù)會議。在1993 年南非會議上，不少代表包括該組織的主席，均表達(dá)了希望能在中國舉辦該組織年會的強(qiáng)烈愿望。經(jīng)向有關(guān)上級機(jī)關(guān)報(bào)告請示同意，并經(jīng)過充分調(diào)研以及與 ICG-EAC 執(zhí)行委員會主要成員的通訊溝通，經(jīng) 1997 年 ICG-EAC 會議討論通過，決定 1998 年的ICG-EAC會議于1998年4月19日～24日在浙江（杭州）西子賓館汪莊（國賓館）召開。上海材料研究所作為會議東道主和主要承辦單位，積極籌備和組織了本次會議。這是與核電安全密切相關(guān)的該國際合作組織的封閉性學(xué)術(shù)會議首次在我國大陸舉行。會議正式代表64人，其中來自比利時(shí)、加拿大、芬蘭、法國、德國、日本、挪威、瑞典、瑞士、英國、美國等國外代表 51 人，中國代表 13 名（含臺灣 2 名）。會議交流討論了大量的最新試驗(yàn)結(jié)果和信息。會議非常成功，獲國內(nèi)外代表廣泛好評。也為我國有關(guān)單位和科技工作者提供了很好的學(xué)習(xí)機(jī)會，對我國有關(guān)單位加入該組織和開展相關(guān)的國際科技合作，包括亞洲地區(qū)環(huán)境促進(jìn)開裂合作組織（EAC-A）的建立等起到了積極的促進(jìn)作用。會后，ICG-EAC 的主席Peter Ford 博士、技術(shù)秘書 John Hickling博士以及我所客座教授 John Congleton博士等參觀訪問了我所。

上海材料研究所也是 EAC-A 的共同發(fā)起者和重要成員單位之一，相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)曾經(jīng)起到 ICG-EAC 和EAC-A 在我國大陸地區(qū)的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的作用。EAC-A 是由日本東北大學(xué) T.Shoji教授牽頭聯(lián)合上海材料研究所、韓國首爾大學(xué)和臺灣清華大學(xué)等共同籌備于 1999 年正式成立；EAC － A 的成員以 ICG － EAC 在亞洲地區(qū)的成員單位為主。我所曾成功承辦 2006 年 EAC-A學(xué)術(shù)年會。

21 世紀(jì)以來，隨著我國核電工業(yè)的迅速發(fā)展，國內(nèi)又有多家單位先后加入 ICG-EAC。在時(shí)隔 18 年后，ICG-EAC會議終于再次來到中國，于 2016 年 5月份在青島舉行，由中科院金屬所承辦。

★與英國的國際合作仍在深度延續(xù)。為了確定政府對各大學(xué)及不同專業(yè)的科研投資強(qiáng)度，英國政府設(shè)立了一種“研究（水平）評級制度”，自1992 年始，4 年一次。評級的主要依據(jù)是公開發(fā)表論文的數(shù)量和質(zhì)量。為了迎接 1996 年的評級，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)于 1993 年 10 月設(shè)立了一種“高級客座研究員基金”，動員各系（全校 8個學(xué)院，76 個系）邀請海外知名學(xué)者前來短期訪問，為 1996 年的科研評級作技術(shù)上的準(zhǔn)備。鑒于上海材料研究所與該校 1986 ～ 1991 年的 5 年合作卓有成效，并已合作發(fā)表論文十余篇，且仍有部分結(jié)果值得發(fā)表，故我作為合作項(xiàng)目的中方負(fù)責(zé)人，受到邀請，經(jīng)該校研究委員會審批，獲“基金”

資助赴英訪問（據(jù)悉，這次全校共批準(zhǔn) 7 名“基金”受助者）。后該校正式授予我“客座教授”，根據(jù)該校公布的名單，1994 年該校授予該稱號的共 10 人，我是其中唯一的中國學(xué)者，也是當(dāng)時(shí)中國學(xué)者在該校獲得的最高榮譽(yù)稱號。這實(shí)際上是對上海材料研究所的工作、對兩單位科技合作成績的最好肯定。在為期3個月的訪問期間，我撰寫了 4 篇合作論文，分別被國際權(quán)威性學(xué)術(shù)刊物 Corrosion 和 CorrosionScience 等或國際學(xué)術(shù)會議接受發(fā)表。較高質(zhì)量地完成了訪問任務(wù)。

我們與老康之間的交流、討論和合作也一直在不斷進(jìn)行。1997 年赴英出席 ICG-EAC 會議后，我再次訪問了紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)；老康于 1998、2001 和2013 年再訪我所；為表彰老康對國際合作及上海材料研究所相關(guān)專業(yè)方向發(fā)展的貢獻(xiàn)，丁薛祥所長于 1998 年授予老康上海材料研究所客座教授證書；直至 2001 年和 2003 年我們還根據(jù)新的試驗(yàn)研究結(jié)果在 Corrosion Science 等期刊上發(fā)表了合作論文。

★ 其它國際合作。1998 年杭州 ICG-EAC 會議后，與日本東北大學(xué) Shoji 教授領(lǐng)導(dǎo)的斷裂研究所（FRI）在信息交流、人員交流互訪及推動EAC-A 的建立和運(yùn)轉(zhuǎn)等方面建立了較密切的合作關(guān)系和較頻繁的交往。與美、日等國一些知名的核電材料研發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有益的交流，例如美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、通用電氣公司研究與發(fā)展中心、巴布科克 - 威爾科克斯公司研究與發(fā)展部、美國奧本大學(xué)、日本金屬材料技術(shù)研究所等；美國工程院院士、原子能委員會顧問、核材料領(lǐng)域國際知名專家 R.Staehle 教授在1999 ～ 2008 年期間 4 次來上海材料研究所訪問交流和講學(xué)。21 世紀(jì)以來，上海材料研究所還與印度和捷克等在核電領(lǐng)域開展了國際科技合作。承擔(dān)和完成了上海市科委國際科技合作項(xiàng)目“高溫水中高氮不銹鋼環(huán)境促進(jìn)開裂行為及裂紋無損評價(jià)技術(shù)”（中印合作，2001-2004）、“管線和核電材料的應(yīng)力腐蝕破裂及壽命預(yù)測”（中捷合作，2008-2010 年）等。

憶迄今已30年的“核電夢”的尋夢、追夢和筑夢過程時(shí)，腦海中第一個浮現(xiàn)的外國人就是上海材料研究所的老朋友J.Congleton 博士，他將我們引進(jìn)了“核電材料環(huán)境敏感斷裂研究”這扇大門，是他持之以恒的真誠支持、幫助和指導(dǎo)，使我們的研究工作能夠在較高水平上起步，在較短時(shí)間內(nèi)，取得了具有國際先進(jìn)水平的成果。對于這位良師益友型國際友人所做出的重要貢獻(xiàn)，再次表示崇高的敬意和衷心的感謝！

在追夢、筑夢過程中獲得的所有成績和進(jìn)步，更是凝聚著上海材料研究所“核電材料腐蝕與防護(hù)研究”團(tuán)隊(duì)每一位成員的心血。僅參與榮獲國家科技進(jìn)步二等獎項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)成員就有十多人，主要包括來自金屬腐蝕室和物理測試室的科研人員、來自車間的工人師傅和技師等；以后隨著時(shí)間的推移和課題的變化，團(tuán)隊(duì)成員雖有進(jìn)有出，但大家始終團(tuán)結(jié)一致，共同努力，不斷克服困難，終于一次次地取得好成績。現(xiàn)在，不少成員已經(jīng)退休，有的成員去了國外或其它單位，但我始終忘不了大家在一起共同奮斗的日日夜夜。在此向昔日的戰(zhàn)友們再次說聲“謝謝了！”

核電材料環(huán)境促進(jìn)開裂這一新的研究方向在上海材料研究所的開拓和良好發(fā)展并走向世界，也離不開歷屆所領(lǐng)導(dǎo)的英明決策和大力支持。例如：

★ 1986 年的中英科技合作項(xiàng)目啟動之前，上海材料研究所當(dāng)時(shí)還沒有相應(yīng)的課題支撐，是當(dāng)時(shí)的所領(lǐng)導(dǎo)方向威、吳民達(dá)和陸明炯等從長遠(yuǎn)發(fā)展趨勢的需求出發(fā)，果斷決定立項(xiàng)并引進(jìn)了高溫高壓水應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)裝置；在陸明炯總師的支持和幫助下，1988年又爭取到了機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目；這些都給合作項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)性啟動和順利進(jìn)展提供了重要的基礎(chǔ)條件。

★在羅唯力總師的極力支持下，1993年我才能有機(jī)會代表上海材料研究所出席在南非召開的ICG-EAC會議并得以使上海材料研究所成為該國際合作組織的正式成員。

★丁薛祥所長對 ICG-EAC 會議等更是高度重視并給予了許多具體支持，有幾件事情令人難忘：① 1993 年時(shí)，我國尚未與南非建交，赴南非開會不但須外交部特批，簽證還要在香港辦理，直到預(yù)定啟程日的前一天下班前所部才得到簽證已到的通知，我連夜趕往北京取回護(hù)照次日早晨飛返虹橋機(jī)場接轉(zhuǎn)經(jīng)新加坡至南非約翰內(nèi)斯堡的班機(jī)，時(shí)間非常緊促。時(shí)任九室主任的丁薛祥親自趕往機(jī)場，辦好購買國際機(jī)票手續(xù)并將機(jī)票和外匯等及時(shí)交到我手上，保障了我能按時(shí)趕到會議報(bào)到地點(diǎn)并全程參加會議。② 1998年丁薛祥所長專程前往杭州出席 ICG-EAC 會議并熱情致辭。國外代表對年輕的所長印象深刻。③自上世紀(jì)末開始，ICG-EAC 要求每個成員單位支付每年 300 美元的會費(fèi)，為此事請示丁薛祥所長時(shí)，他毫不猶豫地說：一定要按時(shí)交！少一桌招待餐，這點(diǎn)錢不就省出來了嗎？

★本世紀(jì)初以來，在蔡安定所長的積極努力和具體幫助下，爭取到并完成了兩項(xiàng)上海市科委資助的有關(guān)核電腐蝕研究的國際科技合作項(xiàng)目；蔡安定所長還親自帶領(lǐng)科技人員深入核電廠現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)行失效分析。

在回顧這一段“追夢史”時(shí)，不能忘記的還有一位重要人物，他就是曾經(jīng)在上海材料研究所工作五年多的俞健博士，他雖然沒有直接參與合作研究，但他是促進(jìn)上海材料研究所開展中英科技合作及加入 ICG-EAC 的牽線者。在此，要向他表示特別的感謝！

上海材料研究所的這份“核電情結(jié)”之所以能夠堅(jiān)持 30 年，還在于通過一個接一個課題的歷練，在這個團(tuán)隊(duì)中，一直在不斷地鍛煉和造就出年輕的優(yōu)秀科技工作者，將接力棒一棒一棒地傳下去。高興的是，有的青年骨干即使去了外單位，也仍不忘“核電情”，例如華惠中博士和呂戰(zhàn)鵬博士仍在該領(lǐng)域辛勤耕耘。更加令人欣慰的是，由于核電而與我們結(jié)緣的李光福博士（他在英國和日本從事有關(guān)核電的學(xué)習(xí)和工作過的兩個團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人分別是與上海材料研究所合作的 J.Congleton 博士和介紹上海材料研究所加入 ICG-EAC的 T.Shoji 教授）2002 年回國來到我們這個團(tuán)隊(duì)后，在歷練中迅速成長，很好地接過了接力棒，在核電材料相關(guān)研究的道路上繼續(xù)前進(jìn)。

雖然我所在“核電夢”的道路上已取得長足的進(jìn)展，但存在問題仍不少。任重道遠(yuǎn)，祝愿我所在這個研究方向上，克服困難，做出更大貢獻(xiàn)！

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