记者采访了解到，高温气冷堆示范工程由清华大学核能与新能源技术研究院主持设计。清华的技术研究前后长达三十多年，参与科研人员近千人。使用该反应堆的石岛湾核电站将成为我国首座第四代核电站，采用氦气循环冷却技术、具有“固有安全”特性，使得该核电站的安全性、发电效率大大提升。
缘起：
30年前着眼“固有安全”当年学生成领军人
董玉杰说，核电站发展至今投用了三代技术，每一代的安全性都大大进步。作为第二代的福岛核电站采用能动设施进行冷却、换热；第三代核电站则通过自然水冷等技术实现“非能动”换热，告别动力依赖，我国目前新修建的三门、海阳核电站都属于第三代。
董玉杰说，早在上世纪80年代，科学界就开始讨论更先进的“固有安全”技术，即在严重事故下，丧失冷却剂等所有冷却能力的情况下，不采取任何人为和机器的干预，反应堆能保持安全状态。在经历了美国三里岛核电站事故和前苏联切尔诺贝利核电站事故后，“固有安全”的重要性更加凸显，清华的科研人员长期致力于这项研究，对准了高温气冷堆技术，当时的学术带头人就是后来的清华大学校长、中科院院士王大中。
历经几代人的努力，如今高温气冷堆示范电站已进入设备安装阶段，王大中院士已经80岁高龄，他当年的学生张作义已经成为清华核研院院长、高温气冷堆核电站示范工程国家重大专项的总设计师。
研发：
“200号”建起模拟“核电站”
在昌平南口燕山脚下，有一座普通院子，这里孕育着世界上最先进的核技术。这座“年龄”超过半个世纪的院子被清华师生称为“200号”。高温气冷实验堆就在这里诞生。
1986年，清华高温气冷堆研究被列入国家高技术“863”计划。1992年，国务院批复同意在“200号”建造我国第一座10兆瓦高温气冷实验堆。“这是一座实验反应堆，但技术要求以及安全性完全是奔着实际应用去的，要求非常严格。”董玉杰对记者说，实验堆1995年动工建设，2003年实现满功率并网发电，“2015年还运行了100天，非常可靠。”一兆瓦的电功率就意味着每小时可以发电一千度。
研究从实验堆走向了建设商用“示范堆”，2006年，高温气冷堆核电站示范工程被列入《国家中长期科学技术发展规划纲要（2006-2020年）》。首座模块式高温气冷堆商用示范电站选址在山东荣成石岛湾。
“任何一项核能技术在投入应用前，都经历了长期研究反复验证。”董玉杰告诉记者，为了确保高温气冷堆核电站示范工程的顺利建设、投产，清华在“200号”专门建设了一座先进反应堆工程实验室，这几乎就是一座“核电站”——除了没有核反应堆。记者专程探访了这座104米长、35米宽、25米高的厂房，里面从主氦风机到蒸汽发生器、从反应堆控制设备到燃料装卸系统，全部按照真实的核电站制作了1：1工程样机进行验证。
安装：
8小时吊装570吨“易拉罐”
3月20日，在荣成石岛湾完成吊装的是该示范工程首台反应堆的压力容器。在核研院研究员张征明看来，这标志着整个示范工程从建设进入了设备安装阶段，具有关键里程碑的意义。作为压力容器的设计团队负责人，张征明和其他科研人员付出了艰辛的努力。
“设计压力容器经历了方案论证、初步设计、订货等多个阶段，最艰苦的就是设计阶段。”张征明说，高温气冷堆在国际上都属于尖端前沿技术，国内核电站多采用的是传统的压水堆，因此没有任何经验可供借鉴。“普通压水堆压力容器直径约3.8米，高约12米，我们的压力容器内径5.7米，高约22.5米，对设计提出了极高要求。”他说。
张征明带领科研团队反复研究，设计容器图纸。一套图纸装册约400张，从A0尺寸到A4尺寸，叠起来厚度相当于两本《辞海》。他说，结合材料采购和制造工艺的实际情况，设计图纸经历了大量变更，累计起来超过了一千张。
设备吊装前，核研院的科研人员经常是早上赶第一班飞机到荣成，解决问题后当晚又坐夜班机回学校的实验室，“高铁没办法满足我们这种清早走、夜里回的节奏，只能靠飞机，再晕机的人也能给治愈了。”董玉杰笑道。
3月20日凌晨4点，位于石岛湾的吊装现场，一台3200吨和一台1000吨的超级巨无霸吊车就位。在指挥员的协调中，自重达570吨的压力容器缓缓离地，然后水平移动。整整8个小时过后，这个巨型“易拉罐”被准确吊装进入核电站的设备厂房。当天的石岛湾晴空万里，能见度很高，“天公作美，给足了我们面子。”张征明笑着说。
应用：
氦气带热量来发电余热传大气保安全
记者了解到，高温气冷堆采用了氦气作为回路冷却剂，当反应堆运行时，氦气将核反应产生的热量带出堆芯，进入蒸汽发生器产生过热蒸汽，推动汽轮发电机发电。冷却后的氦气由主氦风机升压后送回堆芯进行下一次循环。
此外，750度氦气出口温度在提高电站发电效率的同时，还可以支持多种工业应用，例如为炼油、化工、稠油热采等领域提供高参数蒸汽。未来850至1000度的出口氦气可用于高温水裂解制氢，为开辟核能新的应用领域创造了条件。
安全性方面，在石岛湾的示范工程采用非能动的余热排出系统，把余热从堆芯传递给位于反应堆舱室的水冷壁，通过水的自然循环，把热量带到空气冷却器，与空气进行换热，从而使热量扩散到大气环境中，“如果从纯技术层面考虑，即使发生了事故，不采取任何人为和机器的干预，反应堆仍然能保持安全状态，并将剩余热量安全排出。”董玉杰说。
关于核安全：
最保守的技术最严格的措施保障核安全
五年前发生的福岛核安全事故一度让不少人谈“核”色变。到底核电是否安全？董玉杰说，从技术层面来说，核电目前依然是全世界安全系数最高的发电方式之一。
他说，科学家对核电应用一直持最保守的技术和最严格的措施，即使以现在最先进的第四代核电技术为例，从理论研究到现在的示范应用，也经历了三十多年的科研攻关；最严格的措施方面，我国所有的核电站都有一套非常严格的监管措施，以石岛湾核电站为例，核燃料安装、核电站生产必须处于层层监管之下，各种预案制定到位。
他直言，人类生产生活无法彻底杜绝意外和事故。只要风险足够低，人们便可以接受。“就好比民航飞机，虽然偶有空难发生，但这并不影响人们将其作为最安全高效的交通方式使用。”在目前大气治污的背景下，核电的经济效益和环境效益突出，一套20万千瓦的核电机组，一年只需要消耗核燃料两吨，如果换成同等功率的火电厂，每天消耗的燃煤就得上千吨，排放大量二氧化硫、烟尘。