科研工作现场
“研制成功国内首套CAP1400核电站屏蔽主泵用飞轮”“首次实现3D打印核燃料元件制造”……2016年刚开年，中核北方核燃料元件有限公司就捷报频传，多个前沿性科研项目正式进入交付阶段或取得阶段性重要成果，科研工作迎来了“开门红”。
作为这些科研项目的研发基地，中核北方冶金研究所重点实验室多年来一直在秉承“专业化、技术化”理念的基础上不断提高工作的创新性和前瞻性，使一些看似“遥不可及”的科研设想通过繁杂科研试验的反复求证，实现了完美“蝶变”，为中核北方的跨越式发展不断注入“源头活水”，同时也谱写了一曲敬业、创业、乐业的华美乐章。
敬业：铸造工艺精益求精
走进冶金研究所的工作现场，一个直径达1.2米、重达6吨左右的“大家伙”会瞬间吸引住眼球。这个一身灰亮的“大家伙”就是CAP1400大型核电站贫铀主泵飞轮样件，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。它的试制成功打通了贫铀材料在主泵飞轮应用的关键技术环节，也为中核北方这个国内唯一的贫铀材料研发生产基地再添新章。
而这个“大家伙”完美亮相的背后，是科研人员的日夜付出。在数百个平凡不为人知的日子里，他们凭借百折不挠的精神接连突破了材料选型、熔铸技术、热处理、组装等多项技术难题，使数十个关键技术点一次次迎来了“峰回路转”。
其间，电机旋转参数和铸造温度控制是科研人员在铸造中面临的两大主要难题，至今令他们记忆深刻。“工艺参数的摸索是个异常复杂的过程，经常伴随着实验失败要再次回到原点。”重点实验室主任康泰峰介绍道。“浇铸温度过高会使模具破裂，过低又会影响铸件表面质量。”技术员孟剑雄补充道。这些都加大了攻关的难度。
为此，科研人员日复一日在看似枯燥繁杂的实验中求取“真经”，最终在工艺允许参数范围内找到了平衡点。不仅如此，他们还通过多种技术手段，将CAP1400的数层页片一次性层叠组装成功，使每片重量将近1吨的页片间距完全满足技术要求。
初战告捷，中核北方并未止步。此后，重点实验室迅速投入到精密铸造的研究中，并于2015年首次引入生产线并开始建线。截至目前，该生产线主体设备已经完成源地调试，预计今年由其制造的核电燃料元件上下管座，将用于国家重大专项CAP1400定型组件研制。
“与传统铸造工艺相比，精密铸造将极大提高加工件的精度，并可铸造形状复杂的加工件，不断提高燃料元件自主化研发、生产能力，使公司的铸造工艺向精细化迈进，为实现核电燃料元件管座的国产化奠定了基础。”冶金研究所主管领导介绍道。
创业：3D打印敢为人先
今年1月份，中核北方利用3D打印技术首次打印出CAP1400自主化燃料原型组件下管座，成为该技术在我国核燃料元件制造领域的首次应用。
核燃料元件制造是集设计与加工于一体的高端精密制造，结构复杂，需多种工序交叉作业加工才能完成。而3D打印技术，自提出以来就定位于精密制造，能直接利用计算机图形数据生成任意形状的零件，其最大的特点就是打印的精准性及简单的流程设置。“3D打印的精度能达到0.1毫米，并且只需要画图-建模-打印三个主要程序的设置，即可在72小时无人监控的情况下自动打印成型。”重点实验室技术员刘文涛拿出一个打印成型的银灰色燃料元件下管座介绍道。
效果显而易见，但实验过程并非一帆风顺。激光打印需要通过逐层铺粉、逐层熔化凝固堆积的方式，制造三维实体零件，但由于其单次打印的最大厚度为40微米，在打印燃料元件下管座过程中，需进行约1600次的铺粉。其中，合理设置铺粉用刮刀的频率，使刮刀能够均匀铺粉便成为打印的关键点。
“刚开始摸不到窍门，每次给刮刀调频都耗时耗力。为尽快突破瓶颈，重点实验室给科研人员下了一道‘硬任务’，每天抽出固定的时间练习刮刀的调频。”重点实验室技术员马渊回忆道。于是，在每一个晨起暮落，路过的员工经常可以看到这特殊的一幕：重点实验室的多名科研人员围着一台激光打印机，时而眉头紧蹙，时而窃窃私语，时而奋笔疾书……功夫不负有心人，科研人员的调频速度从最初的1个多小时下降到10多分钟，在节省时间的同时有效保证了打印的顺利进行。
乐业：科研探索永无止境
重点实验室每年都会接到“新活儿”，科研人员永远都在走一条没有人走过的路。
正是源于对科研探索的不懈追求，重点实验室这支科研先行军还积极开展了环形芯块的科研工作。相较于常规的实心圆柱体芯块，环形芯块具有熔点高、热稳定性好等优点，但其密度低、质硬而脆的固有特性，为加工增加了极大难度。康泰峰回忆说，“当时一些声称已经具备该芯块制造技术的国外公司根本不相信我们能够制造出成品。”外界的质疑、严苛的参数控制……这些“障碍”没有让科研人员气馁，反而成为他们日夜攻关的不竭动力。凭借着缜密的思考及大胆的尝试，环形芯块制造技术取得了突破性进展，成品率节节攀升。截至目前，环形芯块的一次合格率从原有的60%达到现在的95%，使中核北方在核电燃料元件制造的征途上取得了新的突破。
不忘初心，方得始终。对于在科研之路上求索不息的科研人员来说，取得更多的创新成果，将科技转化为生产力，一直是他们未曾改变的初心。正是秉持着这样的初心，他们一次次不畏艰难，以智慧和汗水不断刷新着中核北方科研工作的新篇章。
