我国的微堆研究建造可追溯到上世纪70年代末、80年代初。经过多种物理设计方案的理论计算和零功率实验验证，1984年3月，原子能院自主开发设计建造的我国第一座微堆顺利建成并投入满功率运行。
此后，该院为国内外用户设计和建造了9座商用微堆，其中5座出口到了巴基斯坦、伊朗、加纳、叙利亚、尼日利亚，加纳微堆于1995年建成。这些微堆已累计安全运行超过100堆·年，为国家创造了巨大的经济效益。
“过去，我们微堆使用武器级的高浓铀作为燃料。燃料棒一旦流失，就可能造成核材料扩散的威胁。”李义国解释，由于所用燃料的特殊性，微堆在推广中一直受到限制。
受国际大环境等多因素影响，国际原子能机构（IAEA）多次提出，希望微堆燃料实施低浓铀转化。
今年3月，经过5年攻关，该研究院成功对中国首座微堆——原型微堆实施了低浓化改造，并实现首次满功率运行。这是继核安保示范中心建成运行后，我国在核安保领域取得的又一重要成绩，也是中美核安保合作的重大成果，被写入《中美核安全合作联合声明》。
3月26日，我国首座微堆圆满完成低浓化改造，实现首次满功率运行
原子能院的原型微堆的每一根燃料元件的直径仅有5毫米，换言之只有约5张纸的厚度，每两根元件间隙只有5.48毫米，这些燃料元件被放置在实验用的“鸟笼架”内。“鸟笼架”是直径240毫米、高270毫米的狭小空间，也就是该堆的堆芯。
微堆低浓化改造，是降低高浓铀流失风险、提升核安保水平的有力举措，也是中美核安保领域合作的重要内容。国家原子能机构将本着自愿、务实的原则，与其他国家分享低浓化改造技术经验，协商开展类似改造项目，全面提升全球核安保水平。
2011年底，中国国家原子能机构批准中国原子能科学研究院与美国能源部阿贡实验室合作，对原子能院微堆进行低浓化改造，卸出微堆高浓铀堆芯，装入低浓铀燃料堆芯。
微堆低浓化改造涉及堆芯物理设计、结构设计、燃料组件设计制造、装卸料、乏燃料管理、反应堆实验调试等诸多环节。改造过程中，工程技术人员攻克了一批关键技术，确保了微堆的核安全。
“最难的是堆芯设计。”李义国说，“由于低浓铀堆芯的燃料芯体和包壳材料与之前的不同，其热工、物理性能等也均有较大不同，须重新进行物理、热工和结构设计，且只能在原有小尺寸的堆芯空间内做出合理调整，设计难度大大增加。”
2014年年3月4日，中国原子能科学研究院在微型反应堆临界装置上开展低浓铀净堆首次临界实验，并安全达到临界，这标志着微堆燃料富集度从原先的90%降至12.5%是成功的，微堆低浓化工作由此进入全面实施阶段。
据介绍，该堆的主要用途包括中子活化分析、核仪器探头的考验、教学及培训、少量同位素生产等。改造后的微堆固有安全性更高，一次装料可运行30年。
中核集团董事长孙勤认为，首座微堆低浓化后首次满功率运行意味着原子能院已完全掌握了微堆低浓化的全套技术。
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