1955年4月27日，中蘇簽訂《關(guān)于為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要利用原子能的協(xié)定》。根據(jù)協(xié)議，蘇聯(lián)將向我國提供一座重水型實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆和一臺(tái)回旋加速器，并接受我國工程技術(shù)和科研人員赴蘇進(jìn)行培訓(xùn)和實(shí)習(xí)。1956年5月26日，“一堆一器”開工興建，并先后于1958年6月建成。同年9月27日，“一堆一器”移交使用揭幕典禮在原子能院隆重舉行，開啟了我國原子能事業(yè)的新紀(jì)元，我國原子能科學(xué)技術(shù)從此步入迅速發(fā)展的軌道，原子能院也開始進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。

“一堆一器”開啟中國原子能時(shí)代

1958年，喜訊接連傳來：6月10日，我國第一臺(tái)回旋加速器首次得到質(zhì)子束并且達(dá)到內(nèi)靶上；6月13日，我國第一座重水反應(yīng)堆（101堆）首次達(dá)臨界。6月14日，二機(jī)部黨組向聶榮臻副總理、周恩來總理并報(bào)毛主席、黨中央，發(fā)出《關(guān)于原子能研究中心幾件喜訊的報(bào)告》。同年10月，毛澤東等中央領(lǐng)導(dǎo)人參觀中國科學(xué)院舉辦的自然科學(xué)躍進(jìn)成果展覽時(shí)，在重水反應(yīng)堆模型前詳細(xì)詢問了基地的建設(shè)情況。周恩來、朱德、鄧小平、董必武、彭德懷等等中央領(lǐng)導(dǎo)和各民主黨派負(fù)責(zé)人，以及人民解放軍高級將領(lǐng)、國家機(jī)關(guān)各部委、各省市黨政負(fù)責(zé)人相繼前來視察，對建成這座原子能科研基地表示了巨大關(guān)懷和殷切希望。一時(shí)間，這個(gè)地處北京西南郊的偏僻山村沸騰起來了。

1958年9月27日，一個(gè)值得紀(jì)念的日子。“一堆一器”移交使用揭幕典禮在原子能院隆重舉行。陳毅副總理剪彩，聶榮臻副總理簽字驗(yàn)收，中科院院長郭沫若講話，副院長張勁夫主持典禮。蘇方派了以葉夫列莫夫?yàn)閳F(tuán)長的代表團(tuán)參加典禮并講話。

聶榮臻在典禮儀式上說：“原子反應(yīng)堆和回旋加速器的建成，將促進(jìn)我國原子能科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展。原子武器并不是帝國主義所能壟斷得了的?！彼€強(qiáng)調(diào)：“我國發(fā)展原子能科學(xué)技術(shù)是用來造福人民的！”

這是一場空前盛大的典禮，中外來賓及全體職工近兩千人喜氣洋洋，歡聚一堂，熱烈慶?！耙欢岩黄鳌苯ǔ?。當(dāng)天晚上，錢三強(qiáng)專門邀請他的老朋友梅蘭芳到職工家屬區(qū)廣場唱戲。那天晚上，整個(gè)廣場燈火輝煌、人山人海，除了原子能院的職工，周邊的村民也在民兵帶領(lǐng)下趕來觀看梅蘭芳先生的演出，對于他們很多人來說都是平生唯一一次親眼見到梅蘭芳。

整整一個(gè)晚上，梅蘭芳先生唱了好幾出戲。盡管當(dāng)時(shí)他已經(jīng)五十多歲了，扮演楊貴妃時(shí)其中一個(gè)身段需要他往后側(cè)倒去扮喝酒，以他當(dāng)時(shí)的身體條件去完成這個(gè)動(dòng)作是非常不易的。事實(shí)上當(dāng)時(shí)的梅蘭芳已經(jīng)很長時(shí)間不登臺(tái)表演了，但出于對國家原子能事業(yè)的期望以及與錢三強(qiáng)的深厚友誼，他親自來到原子能院，用自己的演出為“一堆一器”的建成表示祝賀。

《人民日報(bào)》頭版頭條對“一堆一器”移交使用作了報(bào)道，盛贊“它們的建成，標(biāo)志著我國已經(jīng)跨進(jìn)了原子能時(shí)代?！弊源耍袊幽芸茖W(xué)發(fā)展步入了新的征程。為紀(jì)念這輝煌燦爛的一天，原子能院將9月27日定為院慶日。

“一堆一器”的建成，不僅為中國核科學(xué)技術(shù)研究奠定了基礎(chǔ)，也為核工業(yè)的建立提供了重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件。從基礎(chǔ)研究到“兩彈一艇”技術(shù)攻關(guān)，再到和平利用原子能，“一堆一器”為原子能院的發(fā)展、為中國核事業(yè)的發(fā)展，做出了不可磨滅的歷史貢獻(xiàn)。1984年和2007年，回旋加速器和重水反應(yīng)堆先后完成它們的歷史使命，光榮退役?！耙欢岩黄鳌辈粌H是我國核科技發(fā)展的象征，更是精神和文化的象征，先后入選中央企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)和國家工業(yè)遺產(chǎn)。

核領(lǐng)域的“國寶級”重水反應(yīng)堆

我國第一座重水反應(yīng)堆建成之后的幾十年間，為我國“兩彈一艇”的研制、核科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及核科技人才的培養(yǎng)，做出了歷史性貢獻(xiàn)。期間它經(jīng)歷了兩次工程改建，為我國核工業(yè)的發(fā)展交出了一份漂亮的答卷。

20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過多年運(yùn)行，我國第一座重水反應(yīng)堆設(shè)備陸續(xù)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，反應(yīng)堆被迫降功率運(yùn)行。另外，隨著我國核技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是放射性同位素生產(chǎn)的用戶，對擴(kuò)大放射性同位素產(chǎn)量、增加品種、改善質(zhì)量提出了更多需求，而反應(yīng)堆的中子注量率和輻照孔道卻不能很好滿足這種需要，處于全國老大地位的重水反應(yīng)堆“壓力山大”。

是勉強(qiáng)維持、繼續(xù)等待，還是主動(dòng)改造、換來新生？前者結(jié)果可能是反應(yīng)堆被迫關(guān)閉，勢必給科研生產(chǎn)造成巨大損失，專業(yè)人才也會(huì)流失；后者則技術(shù)難度極大，難點(diǎn)很多，成敗未卜。面對這一現(xiàn)實(shí)，曾有過不少爭論。最后在101室總工程師馬福邦等主持下，經(jīng)過專家們的綜合分析論證，作出了改造舊堆的正確抉擇。

從1978年11月開始停堆進(jìn)行大修改建，經(jīng)過一年零七個(gè)月的艱苦努力，改建后的反應(yīng)堆于1980年6月27日凌晨達(dá)到臨界，一期改建工程勝利完成。重水堆改建工程在我國是首次，當(dāng)時(shí)在國際上也不多見。它的改建成功，不僅使舊堆“返老還童”，而且其技術(shù)性能大大超過老堆的指標(biāo)，最大功率提高了50%，熱中子通量及活性區(qū)內(nèi)可利用的實(shí)驗(yàn)孔道均增加了一倍多，延續(xù)了反應(yīng)堆的使用壽命，而總投資卻只有新建堆的1/10。更可貴的是，培養(yǎng)與鍛煉了一支堆工程建設(shè)隊(duì)伍。

改建的成功引起了強(qiáng)烈的社會(huì)反響?！度嗣袢請?bào)》在1981年1月15日就此進(jìn)行了報(bào)道，盛贊科技人員和工人的聰明才智。一位美國核管會(huì)高級專家曾說，改建是你們反應(yīng)堆的驕傲，中國的驕傲。

1980-1982年，四〇一所又完成了二期改建工程。1985年，101重水研究堆改建工程獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。從引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)，到我國科研人員消化、吸收，再到自主創(chuàng)新進(jìn)行改建，四〇一所廣大科技工作者在我國第一座重水反應(yīng)堆改建工程中敢想、敢拼，走出了一條自主化的創(chuàng)新之路。

經(jīng)過近50年的安全運(yùn)行，2007年底，101堆永久停閉，進(jìn)入安全關(guān)閉期等待退役。2019年11月4日，101堆退役獲得國家立項(xiàng)批復(fù)。如今“一堆一器”已入選中央企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)、國家工業(yè)遺產(chǎn)及全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。