2013年11月18日08:46
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日本在战后取得飞跃发展的科学技术最初大都是从欧美引进的。但经过1960～1970年代的积累，在1980年代形成了“日本模式”的方法论。进而，日本在多个领域跻身世界前列，其中有不少领域处于全球领先地位＊1。
＊1 在核能领域，日本率先开展轻水反应堆安全性研究、核聚变研究以及使用大强度阳子加速器的物质科学研究等。
从研究费用来看，日本的研发不是政府主导，而是民间主导。两者的差距越来越大，从具体数字来看，1965年政府出资占31％，民间出资占69％，而21年后的1986年，政府出资仅占20％，民间出资扩大到80％。
但在核能领域，由于风险很大，因此相关研发是由政府主导的。1960～1970年代的研发项目大多都失败了，成功的很少＊2。日本不断总结过去失败的痛苦经历，并依靠新培养的人才推进开发，在进入1980年代＊3以后情况发生了转变。
＊2 1960～1970年代的失败案例有日本核能研究所开展的临界装置及研究堆、试验堆、动力试验堆的建设和运行等。
＊3 1980年代的成功案例有日本核能研究所开展的轻水反应堆安全性研究、核聚变研究、高温气体反应堆、大强度阳子加速器设施以及核能工程试验中心多度津工程试验所开展的三维大型振动台等。
本文主要介绍日本在1960～1970年代开展的核能开发项目（半均匀堆、动力试验堆热功率2倍化、核能船“MUTSU”及快中子增殖反应堆原型堆“文殊”号）失败的原因和得到的教训，希望在今后的技术开发中有所借鉴。
I．日本代表性的核能项目
技术开发项目必须具有创造性、脑力劳动性、新信息积累性和风险管理。尤其是核能开发，需要很长的开发时间和庞大的开发费用，风险特别大，必须由政府主导。不过，不管是政府主导还是民间主导，技术开发项目成功与否的判断标准是是否实现了目标。国家核能开发项目和民间主导的技术开发成功与否的判断标准就应该是是否达到实用化或商业化。
日本开展的主要核能技术开发项目有，日本核能研究所（JAERI）开展的半均匀堆、各种原子反应堆、动力试验堆（JPDR）、热功率2倍化（JPDR-II）、轻水反应堆安全性研究、核聚变研究、高温气体反应堆、大强度阳子加速器设施（J-PARC）等，原日本核能船开发事业团（JNSDC）开发的核能船“MUTSU”，原日本动力反应堆及核燃料开发事业团（PNC）开发的日本产动力反应堆、铀浓缩及再处理等核燃料再利用，日本核能工学试验中心（NUPEC）开展的三维大型振动台等。这些研发项目中获得成功的是各种原子反应堆、轻水反应堆安全性研究、核聚变研究、高温气体反应堆、三维大型振动台、铀浓缩及大强度阳子加速器设施等项目。
其中，尤其需要特别长的开发时间和巨额开发费用的是作为日本“国家项目”推进的日本产动力反应堆和核燃料再利用技术的开发＊4。对于PNC采用“参谋总部方式”的铀浓缩、再处理、新型转换堆原型堆“普贤”号及快中子增殖反应堆原型堆“文殊”号的评价，从实用化和商业化的角度出发，意见有分歧。但笔者认为，除铀浓缩项目以外，其他项目全部失败。
＊4 开发时间10年到40年不等，因项目而异，开发费用在3万亿日元左右（约1850亿元人民币）。
下面来分析一下半均匀堆、JPDR-II、MUTSU、“文殊”号等研发项目和研究机构PNC失败的原因。
半均匀反应堆
日本的核能开发是从1956年日本核能研究所成立才开始的，落后欧美大约10年。但当时日本对动力反应堆开发的意识却紧随世界潮流。
据参考文献介绍，日本核能委员会（AEC）根据欧美的增殖反应堆开发趋势，于1957年提出了《发电用反应堆开发长期规划》，其中提到“到1970年左右建成输出功率为10万千瓦左右的国产增殖反应堆”。
日本核能研究所在当时的社会背景下，于1958年独自提出了半均匀气体冷却反应堆设想，并于第二年、即1959年12月启动了第一个动力反应堆开发项目。这个项目的目标是经过积累基础研究和技术开发建成实验堆，建立半均匀增殖反应堆开发的基础。
半均匀气体冷却反应堆的燃料是将浓缩二氧化铀或浓缩碳化铀与石墨粉末一起混合均匀后，加工成颗粒并收纳在石墨套中制作而成。冷却材料采用的是惰性气体氦气。
日本核能研究所为了反应堆物理研究，于1959年12月向日本核能事业订购了半均匀临界装置（SHE），大约1年后，于1961年1月实施了第一次临界实验＊5。
＊5 在平均半径2.4m、高2.4m的六棱柱状水平平分堆芯汇总使用20wt％的浓缩铀，热功率为10W。减速材料、反射体及屏蔽材料采用的是石墨，采用了两根控制棒和6根安全棒。
虽然采用铀235也能在热中子能量区实现增殖，但采用铀233更加有效。众所周知，铀233燃料与钍232外壳的组合是热中子增殖反应堆的基本概念。当时，日本核能研究所认识到了这个问题，却因难以获得铀233而采用了铀235燃料。但是，铀235和铀233在核裂变时释放出的中子数不同。结果，根据SHE的反应堆物理实验数据设计由铀233燃料和钍232外壳组成的热中子增殖反应堆时，必须进行核调整。
该项目是以1960年5月在日本核能研究所内设立的“半均匀反应堆开发室”为中心，在日本大学和民营企业的协助下开展的，共有60名工程师参与其中。1961年10月，日本核能研究所用来重新评估项目成果和目标的“半均匀反应堆评估委员会”对该项目给出了“半均匀反应堆的开发方向应该是高温反应堆而不是增殖反应堆，建设实验堆为时尚早”的评估结论。因此，日本核能研究所于1963年底决定停止为期四年的该项目，但会继续进行基础研究。
日本核能研究所认为该项目失败的原因是欧美的技术趋势。但是，当采访参与该项目的研究人员时，研究人员说出了内情：“不了解项目的研究人员以自我为中心，没有形成对项目不可或缺的向心力，因此项目破产了。”也就是说，在过去开展项目的经验很少的日本，研究人员根本不知道项目的有效推进方法，个性强烈的研究人员们一味沉浸在学术兴趣的世界里，没有形成对项目不可或缺的合作关系和强烈的向心力＊6。
＊6 日本核能研究所开展半均匀堆开发项目时，原日本国家铁路公司正在推进东海道新干线技术开发项目，当时双方没有进行项目成功方面的知识和经验交流等。
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