近年來，國外核電站嚴(yán)重核事故引發(fā)的各種問題引起了國際社會的廣泛關(guān)注。在國外核能源利用飽受爭議之時，伴隨著我國的“雙碳”目標(biāo)，作為這場社會變革中能讓人有無限想象的超級低碳能源，中國核電迎來了屬于自己的高速騰飛期。上海核星核電科技有限公司（以下簡稱“核星科技”）創(chuàng)始人張少泓表示：“我們趕上了最好的時候，覺得有一種責(zé)任，去實現(xiàn)自己導(dǎo)師一代人一輩子的期望?！?/b>

產(chǎn)學(xué)研“一體機(jī)”的教授

從張少泓身上，我們可以看到中國核能行業(yè)浪潮對核能人的深遠(yuǎn)影響。博士畢業(yè)后，他先后在西安交通大學(xué)與上海交通大學(xué)任教，主要從事核反應(yīng)堆物理領(lǐng)域的科研和教學(xué)工作，成績斐然。一直在“象牙塔”里的他，于2011年毅然辭職，離開了深耕14年的講臺，開始創(chuàng)業(yè)。

(資料圖)

在上海市科技創(chuàng)業(yè)中心孵化基地里，一間大約只有15平方米的小房間成為張少泓創(chuàng)業(yè)的起點。在那里誕生了我國第一家專業(yè)從事核電廠反應(yīng)堆技術(shù)研發(fā)及相關(guān)技術(shù)服務(wù)工作的民營企業(yè)——核星科技。

在外人看來，張少泓的這一舉動或許有那么一絲天真和沖動，但在張少泓眼中，這樣做不過是順勢而為。30年前，他滿懷懵懂，填下極其小眾的核反應(yīng)堆工程專業(yè)志愿，直到20年后國家出臺了我國首份《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》，核能行業(yè)才開始進(jìn)入快速發(fā)展軌道?！皬募夹g(shù)準(zhǔn)備角度，尤其是在軟件方面的核心技術(shù)，國內(nèi)都是非常依賴國外的?！?/p>

從講臺到企業(yè)，張少泓并沒有經(jīng)歷“磨合期”。在他眼中，在大學(xué)帶領(lǐng)一個團(tuán)隊與直接經(jīng)營一家公司有著異曲同工之處——都以創(chuàng)新為先。作為一家技術(shù)研發(fā)驅(qū)動的企業(yè)，核星科技的研發(fā)人員少了體制內(nèi)工作的各種煩雜，十多年如一日潛心只做一件事：研發(fā)。這也是核星科技核心競爭力的來源。

“我在國外看到很多企業(yè)里的人頭發(fā)都白了還在一線工作，我也想讓我的員工能一直撲在技術(shù)上，通過不斷的技術(shù)積累來帶動行業(yè)更好的發(fā)展?！痹诤诵强萍贾校芏鄦T工是張少泓培養(yǎng)出的學(xué)生，他們跟隨著自己的教授繼續(xù)在核電行業(yè)里發(fā)揮自己的光亮。

核反應(yīng)堆的數(shù)字孿生

神秘的核電廠是怎樣發(fā)電的？簡單地說，就是核燃料在核反應(yīng)堆里通過核裂變釋放出巨大能量，最終產(chǎn)生電能。為了防止放射性泄漏，核電廠的核反應(yīng)堆都被密閉裝在20多厘米厚的鋼制壓力容器內(nèi)，任何人都無法在核反應(yīng)堆運(yùn)行期間通過肉眼了解其內(nèi)部的狀態(tài)。

打開軟件，輸入核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)的裝載信息，按下enter鍵，一個核反應(yīng)堆內(nèi)核燃料“燃燒”的詳細(xì)工況圖就清晰呈現(xiàn)在眼前。這就是核星科技一直在研發(fā)的方向之一——堆芯核設(shè)計計算軟件。

2013年，核星科技與中核集團(tuán)秦山核電基地合作，研發(fā)出國內(nèi)首套具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的壓水堆核電廠堆芯核設(shè)計軟件系統(tǒng)（orient）。它通過建立數(shù)學(xué)物理模型，高精度模擬反應(yīng)堆中燃料核裂變的過程，并使用多維度形式展現(xiàn)出核反應(yīng)堆燃料溫度、功率分布、燃料燃耗情況等，提供數(shù)字孿生以支持核電廠運(yùn)行。

“就好比我有一個煤餅爐，我不知道煤餅現(xiàn)在燒到什么程度了，通過這個軟件就可以很精確地把爐子里的情況給你模擬出來?！睆埳巽忉尩?。對已投產(chǎn)發(fā)電的核反應(yīng)堆而言，工作人員可以通過軟件來跟蹤或預(yù)測反應(yīng)堆的各種情況；在設(shè)計核電廠反應(yīng)堆時，也可以用該軟件進(jìn)行堆芯核燃料裝載方案設(shè)計。

目前，orient已正式工程應(yīng)用于浙江秦山、福建福清、海南昌江等核電基地，正在為近20臺各類型核電機(jī)組的安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供服務(wù)。盡管擁有傲人的業(yè)績與成熟的產(chǎn)品，核星科技仍枕戈待旦，瞄準(zhǔn)本領(lǐng)域國際科技前沿，通過應(yīng)用全新的開發(fā)技術(shù)、硬件平臺和數(shù)值方法，在中核集團(tuán)核電運(yùn)行研究院的支持下，開發(fā)了全新一代核反應(yīng)堆堆芯核設(shè)計軟件。

公司新一代軟件全面應(yīng)用了當(dāng)前人工智能領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)框架等開發(fā)技術(shù)，使原先需要基于千核以上超算平臺才能進(jìn)行的大規(guī)模計算能夠在單個深度學(xué)習(xí)服務(wù)器上完成，大大降低了業(yè)內(nèi)高精度數(shù)值計算的門檻，實現(xiàn)了核反應(yīng)堆的精細(xì)化建模和更高級算法的應(yīng)用，消除了目前一代軟件在建模和數(shù)值方法方面所采用的各種近似。

“打個比方，如果說orient是4g通信技術(shù)，那么我們的新一代產(chǎn)品就是5g或6g通信技術(shù)?！睆埳巽忉尩?。目前已有業(yè)內(nèi)多家單位對核星科技的新一代產(chǎn)品表達(dá)了濃厚的興趣。

“核電是一個很小很專的圈子，有相當(dāng)一部分客戶都是通過口口相傳找到我們的?！焙诵强萍甲鳛橐患倚∥⒚駹I企業(yè)，能夠在核電這一技術(shù)高度密集的行業(yè)里立足并發(fā)展壯大，靠的就是一流的自主研發(fā)能力、技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品和全心全意服務(wù)客戶、為客戶創(chuàng)造價值的經(jīng)營理念。

除去核反應(yīng)堆堆芯核設(shè)計軟件，核星科技還有動態(tài)刻棒、用于堆外核探測器刻度的“一點法”等其他自主研發(fā)的核心技術(shù)。截至目前，公司已獲發(fā)明專利授權(quán)3項，實質(zhì)審查階段2項，軟件著作權(quán)36件，牽頭編制了“壓水堆核電廠堆芯物理分析與燃料管理軟件系統(tǒng)”團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

研發(fā)核心技術(shù)，服務(wù)中國核電

“有一種使命感在于，很多我們做的事情，屬于如果我們把它做出來了，就代表著我們行業(yè)做出來了，更代表著我們中國人做出來了。”

張少泓還記得自己第一次在秦山核電基地成功完成動態(tài)刻棒現(xiàn)場驗證試驗的興奮感。在核星科技徹底掌握該項技術(shù)之前，我國核電廠只能花大價錢從美國某公司購買該項技術(shù)的使用權(quán)。在秦山核電基地開展的現(xiàn)場驗證試驗的成功代表著核星科技自主研發(fā)的、與美國公司不同的專利技術(shù)真正具備了在核電廠應(yīng)用的條件。從此以后，我國自主的動態(tài)刻棒技術(shù)在我國核電基地全面推廣應(yīng)用。

當(dāng)然，作為民營企業(yè)，在核能行業(yè)創(chuàng)業(yè)的道路上，核星科技也曾遇到過不少困難和挑戰(zhàn)。核電廠與其研發(fā)的技術(shù)在某種程度是一個閉環(huán)，軟件給出的結(jié)果到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？用什么標(biāo)準(zhǔn)來衡量？這些都是核星科技遇到的問題。

“我們公司不可能自己去建一個反應(yīng)堆，”張少泓開玩笑道。對此，核星科技與各核電廠構(gòu)成閉環(huán)迭代模式，定期收集核電廠反應(yīng)堆內(nèi)的測量數(shù)據(jù)并與軟件的理論模擬結(jié)果做比較，發(fā)現(xiàn)偏差時，一一分析偏差來源，改進(jìn)算法與數(shù)據(jù)庫，不斷地完善驗證，以求軟件更加精準(zhǔn)。

“研發(fā)核心技術(shù)，服務(wù)中國核電”是核星科技的使命。對未來，除了在市場里得到更多的份額與創(chuàng)新更多的產(chǎn)品，張少泓還期望核星科技能跟著中國的核電出口步伐一起“走出去”，立足于國際，助力中國核電也能像高鐵一樣，成為我們國家的一張新名片。

“創(chuàng)·在上海”系列欄目，是由上海市科技創(chuàng)業(yè)中心與上?？萍悸?lián)合推出，集合展示通過各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)，培育挖掘出的一批擁有科技創(chuàng)新性、行業(yè)特色、代表性的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)載體、初創(chuàng)企業(yè)、高轉(zhuǎn)項目、科技小巨人企業(yè)和科技企業(yè)家、先鋒人物等，發(fā)揮示范效應(yīng)，營造生機(jī)勃勃的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)，助力不斷強(qiáng)化企業(yè)科技創(chuàng)新主體地位，加強(qiáng)企業(yè)主導(dǎo)的產(chǎn)學(xué)研深度融合，加快實現(xiàn)科技自立自強(qiáng)。

來源：上海市科技創(chuàng)業(yè)中心

編輯：藍(lán)悅

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上觀號作者：上海科技