封面新闻记者 边雪
高温、高压、高流速、长周期，还有低到以“百万分之一”计的痕微量杂质。这些听起来并不具象的词，构成了张根日常科研工作中最熟悉的场景。它们流转于先进核能系统内部，如同系统的“血液”，肉眼难以看见，却可能影响材料能否长期服役、设备能否稳定运行，也关系着一套先进能源系统能否真正从实验室走向工程现场。
而张根研究的，正是系统内部这些“看不见的血液”。
如果说堆芯设计决定了一座反应堆的能量源头，热工水力设计决定了热量如何被高效导出和传递，那么工质化学与材料腐蚀研究，则是在系统长期运行中不断追问：怎样让这股能量安全、稳定、可持续地释放出来。这不是站在聚光灯下的专业，却是先进核能走向更高温、更高效、更长寿命和更多元利用过程中不可绕开的关键一环。
张根。（受访者供图）
5月27日，中国核动力研究设计院反应堆化学与材料腐蚀领域的青年科技工作者张根接受了封面新闻记者的专访，而他的故事，要从一台让他长时间“听不得电话响”的装置说起。
“最怕深夜来电”
那是一套用于高温高压、高流速气态工质的动态腐蚀试验装置，需要在650摄氏度、20兆帕的条件下数千甚至上万小时的稳定运行。对普通人来说，这只是几个参数；对张根和团队来说，它意味着设备、材料、密封、流动、监测和控制系统要同时经受极端工况考验。更难的是，这条路国内外几乎没有现成答案。
“调试期间最担心的是夜间接到电话，因为那就意味着装置运行出问题了，压力或温度掉了。”张根说。
电话一响，就必须赶到实验室查原因、修设备、重新调整参数。一次试验中断，往往意味着前面积累的运行状态要重新建立。张根记得，有一次团队以为装置终于稳定下来，可以安心休一个短假，没想到假期刚过几天，故障电话又打来了。类似的反复持续了很长时间。
对张根来说，这段“听不得电话响”的经历，并不只是一次装置调试的辛苦记忆，而是他和团队近10年攻关高温工质化学与材料试验能力的一个缩影。只有让装置在极端条件下稳定运行，材料腐蚀数据才有意义；只有数据足够可靠，后续的材料选型、寿命评估、工质控制和工程应用才有底气。
无数次的深夜来电，从一台装置到一整套平台，张根及所在团队慢慢把“摸着石头过河”的探索，变成了能够支撑工程应用的试验能力，牵头建立了高温工质化学与材料综合试验平台。这个平台覆盖超临界二氧化碳、惰性气体、液态金属、压水等多类工质环境，集化学、热工、载荷、流速、监测、控制与消弭于一体。经过专家组鉴定，一致认为该平台达到国际领先水平。平台背后，是一系列关键试验技术的突破：高温/超高温工质复杂环境模拟、痕微量杂质精准控制与测量、材料长期腐蚀验证、环境应力腐蚀评价、高流速动态腐蚀考核……这些词语听起来专业而遥远，却共同支撑着反应堆化学运行的安全。
照片右一为张根（受访者供图）
让材料经得住极境，让工质管得住风险
工程之初，反应堆化学与材料腐蚀专业首先要回答一个最基础，也最关键的问题：材料行不行、腐蚀裕量是多少？一种材料能否用于高温、高压、高流速、复杂工质环境，不能只看常规性能指标，更要看它在真实服役环境中能否经受长期腐蚀、氧化、应力、流动和杂质共同作用的考验。材料一旦选错，影响的不只是某个部件，而可能关系到整套系统的安全裕量、寿命边界和运行可靠性。
这也是张根和团队长期深耕的第一条主线。
在高温气态、液态金属工质方向，作为技术副总监的张根围绕材料－工质相互作用开展系统研究，完成数十种候选材料上万小时长周期腐蚀性能考验，掌握材料在高温/超高温环境中的氧化、渗碳、溶解腐蚀、应力腐蚀、动态腐蚀、腐蚀产物演化与材料性能退化规律，形成关键材料海量腐蚀试验数据库。对于工程而言，这些数据不是简单的实验结果，而是材料能否入选、设备能否长期运行、工程设计能否落地的重要依据。
工程落地运行之后，反应堆化学与材料腐蚀专业还要继续回答另一个问题：系统能不能长期稳得住？真正进入工程系统后，工质状态并不是一成不变的。温度、压力、流速、杂质混入、应力叠加、腐蚀产物迁移、设备运行波动，都可能改变工质化学环境，进而反过来影响设备服役状态。例如，杂质超标会加剧腐蚀，过度纯化又可能带来材料脱碳等新的风险。一个看似简单的“工质控制”，背后其实是安全、寿命、性能和运行效率之间的动态平衡。
因此，张根和团队的工作需要进一步面向工程运行需求，推进痕微量杂质在线监测、工质净化、气体消弭、系统化学控制等关键技术研究，研制形成相关高精度监测仪表、高效净化与消弭等样机，推动高温工质循环系统由“材料可用性验证”走向“工质可监测、可调控、可管理”。当前，其研究成果已应用于六盘水示范项目。
从材料选型到系统运行，从试验数据到工程管理，张根和团队逐步建立了面向高温工质的研发体系：“科学化设计、实时化监测、精准化控制、智能化诊断”。科学化设计，是要根据反应堆类型、运行温度、材料体系和寿命要求，确定系统启停、稳态运行的工质化学控制窗口和化学制度；实时化监测，是能够在线、实时、高精度监测工质的状态，及时发现工质化学状态偏离设计限值；精准化控制，是监测系统发现工质偏离限值后，采取有效动作将工质化学状态纠偏，防止长时间偏离加剧系统材料腐蚀；智能化诊断，则是将工质化学设计边界、在线监测数据、材料腐蚀数据库、设备运行参数、净化系统状态和腐蚀机理模型集成起来，形成面向反应堆运行安全的综合判断与闭环控制能力。
以原创科研积累夯实行业底座
在高温气态工质化学与材料腐蚀这个新兴方向上，真正难的并不只是完成一项试验、发表一篇论文，而是把分散的工程问题、试验数据和机理认识，沉淀成后来者能够参考、行业能够采用、工程能够信赖的知识体系。
张根深知，不能只停留在“解决眼前问题”。基础数据要做扎实，腐蚀机理要说清楚，试验方法要可重复，评价边界要能比较，最终还要形成专利、标准和规范，让科研成果真正成为支撑行业发展的公共底座。
围绕高温气态工质与材料相互作用机理、反应堆冷却剂化学、材料腐蚀防护和工质杂质控制等方向，张根持续推动研究从工程问题牵引，向基础机制揭示和方法体系构建延伸。他主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、中核集团基础科研基金等9项基础科研项目，发表40余篇SCI论文，申请/授权专利10余项，主编企业标准3项，立项主编行业系列标准5项，逐步形成“基础研究—核心技术—试验能力—标准规范”的体系化成果。
对张根来说，夯实行业底座，不仅要把试验做深、把平台建强、把标准立起来，也要把一个新兴领域的研究脉络、关键问题和未来方向讲清楚。
为此，张根曾用六个月时间写作，历时1年同行评议，完成了一篇关于高温超临界二氧化碳与材料交互作用的综述论文。全文4万余字，背后是对260多篇文献的系统梳理、数百条数据收集。那段时间，正常科研工作已经占满白天，他便把写作时间一点点“挤”出来：每天早上7点到办公室，赶在上班前专心写作；晚上下班后继续修改、梳理；到了周末，也常常风雨无阻一写就是一整天。最终，这篇发表在《International Materials Reviews》上的论文，系统阐述了高温超临界二氧化碳环境下材料腐蚀、选型策略与工质化学控制研究进展，被国际同行高度评价为“相当全面”“宝贵资源”“重要贡献”。
如今他连续多年入选全球前2%顶尖科学家榜单，并入选四川省学术与技术带头人后备、中核集团“菁英人才”“五年立”优秀青年代表、核动力院“领军人才”“突出贡献人才”等。他把好奇心放进一个个具体问题里，把耐心放进一组组长周期数据里，也把专业积累放进工程验证真正需要的地方。高温/超高温、高压、高流速、痕微量杂质、材料腐蚀，这些构成“极境”的关键词，对他而言不是障碍，而是科研必须抵达的现场。
从深夜响起的电话，到长周期运行的试验平台；从一块小样品的腐蚀数据，到工程中的系统应用；从工质化学边界，到材料可靠性评价，再到标准规范建设，张根和团队把一个看似不显眼的方向，做成了先进核能安全高效运行的重要支撑。
极境之中，答案不会自己出现。张根选择做的，是一次次向化学追问，向腐蚀追问，向材料和工质相互作用的边界追问。最终，为未来核能系统寻得一份更稳妥、更长久的安全答案。
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