高温、高压、高流速、长周期——这些看似抽象的术语，构成了张根日常科研工作中最为熟悉的场景。此外，那些低至“百万分之一”级别的痕微量杂质，在先进核能系统内部循环流动，如同核能系统的“血液”。肉眼虽不可见，却深刻决定着材料能否长期服役、设备能否稳定运行，当然也关乎着一套尖端能源系统，能否真正从实验室迈向工程现场。
张根所专注的，正是系统内部这些“看不见的血液”。
如果说堆芯设计奠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与传递，那么工质化学与材料腐蚀研究，则是在系统长期运行中持续追问一个核心命题：如何让这股能量安全、稳定、可持续地释放？这不是一个处于聚光灯下的专业方向，却是先进核能在迈向更高温度、更高效率、更长寿命和更多元化应用进程中，绕不开的关键支撑环节。
张根。（受访者供图）
“最怕深夜来电”
故事的起点，是一台让他长时间“听不得电话响”的试验装置。这是一套用于高温高压、高流速气态工质的动态腐蚀试验设备，需在650摄氏度、20兆帕的条件下，稳定运行数千乃至上万小时。对普通人而言，这不过是一组参数；但对张根及其团队来说，这意味着设备、材料、密封、流动、监测和控制系统，必须同时经受极端工况的严苛检验。更棘手的是，这条技术路径在国内外几乎没有现成经验可循。
“调试期间最担心的是夜里接到电话，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，就必须即刻赶往实验室排查原因、维修设备、重新校准参数。一次试验中断，往往意味着此前积累的运行状态全部归零，需要从头再来。张根回忆，有一次团队以为装置终于趋于稳定，可以安心休一个短假，不料假期刚过几天，故障电话又再次响起。类似的反复拉锯，持续了相当长的时间。
对张根而言，这段“听不得电话响”的经历，远不止是装置调试过程中的辛苦记忆，更是他和团队近10年攻关高温工质化学与材料试验能力的一个缩影。只有当装置在极端条件下稳定运行，材料腐蚀数据才具有实际意义；只有当数据足够可靠，后续的材料选型、寿命评估、工质控制及工程应用才能拥有坚实的底气。
历经无数次的深夜来电，从一台装置到一整套试验平台，张根和团队一步步将“摸着石头过河”的探索，转化为能够支撑工程应用的试验能力，牵头建成了高温工质化学与材料综合试验平台。该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、控制与消弭功能于一体。经专家组鉴定，一致认为其达到国际领先水平。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……这些专业术语听起来遥远，却共同构筑了反应堆化学运行的安全屏障。
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
工程起步阶段，反应堆化学与材料腐蚀专业首先需要回答一个最基础也最核心的问题：材料究竟是否可行？腐蚀裕量是多少？一种材料能否应用于高温、高压、高流速、复杂的工质环境，不能仅凭常规性能指标判断，更要看它在真实服役环境中，能否经受住长期腐蚀、氧化、应力、流动和杂质共同作用的考验。材料一旦选错，影响的不仅是个别部件，可能直接关乎整套系统的安全裕度、寿命边界与运行可靠性。
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与工质的相互作用开展系统研究，完成了数十种候选材料上万小时的长周期腐蚀性能考验，掌握了材料在高温/超高温环境中的氧化、渗碳、溶解腐蚀、应力腐蚀、动态腐蚀、腐蚀产物演化及材料性能退化规律，形成了关键材料的海量腐蚀试验数据库。对工程而言，这些数据并非简单的实验结果，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关键决策依据。
工程投入运行之后，反应堆化学与材料腐蚀专业还需要继续回答另一个问题：系统能否长期保持稳定？真正进入工程系统后，工质状态并非一成不变。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，进而影响设备的服役状态。例如，杂质超标会加剧腐蚀，但过度纯化又可能引发材料脱碳等新的风险。一个看似简单的“工质控制”，背后实则是安全、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一套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、高精度地监测工质状态，及时察觉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，能够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一体，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一新兴方向上，真正的难点并不仅仅是完成一项试验、发表一篇论文，而是将分散的工程问题、试验数据和机理认知，沉淀为后来者能够参考、行业能够采用、工程能够信赖的知识体系。
张根非常清楚，不能仅仅停留在“解决眼前问题”。基础数据要做扎实，腐蚀机理要阐释清楚，试验方法需要可重复，评价边界要能够比较，最终必须形成专利、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。他主持了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，逐步形成了“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，还要把一个新兴领域的研究脉络、关键问题和未来方向清晰地阐述出来。
为此，张根曾花费六个月时间写作，历时一年进行同行评议，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、数百条数据的收集。那段时间，正常的科研工作已占满白天，他便将写作时间一点点“挤”出来：每天早上7点到办公室，赶在上班前专心写作；晚上下班后再继续修改、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的研究进展，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中，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，是为未来的核能系统寻得一份更稳妥、更持久的安全保障。
