助力嫦娥探月 打破國(guó)外壟斷 蘭州大學(xué)這個(gè)學(xué)院以“四個(gè)面向”引領(lǐng) 做大科研“蛋糕”
雖已歲末寒冬,但蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院老師們?nèi)匀幻β抵I備蘭州大學(xué)硼中子俘獲治癌裝置(AB-BNCT)研制重大項(xiàng)目攻堅(jiān)推進(jìn)會(huì)有關(guān)工作。
2020年,核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院成功中標(biāo)硼中子俘獲治癌裝置(AB-BNCT)研制重大項(xiàng)目,技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目單項(xiàng)合同金額實(shí)現(xiàn)蘭州大學(xué)新突破?!斑@是我們落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記‘四個(gè)面向’特別是‘面向人民生命健康’的具體體現(xiàn)?!痹洪L(zhǎng)吳王鎖教授說(shuō)。
研究成果成功應(yīng)用于探月工程嫦娥五號(hào)任務(wù)、研制成功“高產(chǎn)額緊湊型D-D中子發(fā)生器”打破國(guó)外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷、獲批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、科研經(jīng)費(fèi)累計(jì)入賬超1億元實(shí)現(xiàn)“倍增+”……2020年核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院堅(jiān)持“四個(gè)面向”,為科技創(chuàng)新提供源源不斷的力量,科技創(chuàng)新和服務(wù)國(guó)家重大需求的能力不斷增強(qiáng)。
小中子的“大文章”
2020年9月9日,由蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院姚澤恩教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)關(guān)鍵部件的“高產(chǎn)額緊湊型D-D中子發(fā)生器”,在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)綜合驗(yàn)收評(píng)審會(huì)上順利通過(guò)驗(yàn)收。
驗(yàn)收評(píng)審會(huì)上,這個(gè)長(zhǎng)度不到1米、直徑小于0.25米的裝置得到了驗(yàn)收組專(zhuān)家“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)”的一致評(píng)價(jià)。它具有產(chǎn)額高、穩(wěn)定性好、小型化、可移動(dòng)、安全性能好等特點(diǎn)。中子應(yīng)用技術(shù)教育部工程研究中心韋崢副教授介紹,成功研制的緊湊型中子發(fā)生器一方面作為標(biāo)準(zhǔn)源可以代替锎-252中子源實(shí)現(xiàn)中子計(jì)量學(xué)刻度等工作;另一方面以緊湊型中子發(fā)生器為核心研發(fā)核燃料富集度在線檢測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)式中子照相系統(tǒng)、中子活化分析系統(tǒng)等設(shè)備。
小型化、安全可靠、可控技術(shù)是中子發(fā)生器技術(shù)的另一個(gè)重要發(fā)展方向。目前國(guó)際上已有成熟的緊湊型中子發(fā)生器技術(shù)和產(chǎn)品,但美國(guó)等國(guó)家明確對(duì)中國(guó)限購(gòu)或不將最先進(jìn)的中子發(fā)生器出售。國(guó)內(nèi)中子管的中子產(chǎn)額偏低,只有幾百小時(shí)的使用壽命等緣故,許多中子應(yīng)用系統(tǒng)中仍然大量使用安全性能差的同位素中子源,“目前同位素中子源,特別是锎-252中子源貨源緊缺,價(jià)格飛漲,嚴(yán)重地制約了中子技術(shù)應(yīng)用?!表f崢說(shuō)。
除了緊湊型中子源發(fā)生器的成功研制外,核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院聚焦小“中子”還取得了一系列新進(jìn)展:“6.0×10E12n/s 強(qiáng)流中子發(fā)生器及快中子測(cè)量系統(tǒng)研制”項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收,為我國(guó)單能強(qiáng)流中子束應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);建成DB-DTL直線加速管高功率實(shí)驗(yàn)平臺(tái),成功引出2.5MeV質(zhì)子束,為醫(yī)用中子束產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。
促轉(zhuǎn)化的“大鏈條”
2020年5月,蘭州大學(xué)成立了稀有同位素前沿科學(xué)中心,中心面向核科學(xué)前沿,瞄準(zhǔn)稀有同位素高效安全利用領(lǐng)域重大科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)展基礎(chǔ)性、前瞻性、多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新研究。前沿科學(xué)中心的定位與核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院青年教授劉作業(yè)在基礎(chǔ)科研方面的工作很是契合。
劉作業(yè)2015年留校工作后便主要從事基于飛秒激光的超快動(dòng)力學(xué)測(cè)量,致力于實(shí)現(xiàn)原子物理、原子核物理和激光技術(shù)的交叉融合。劉作業(yè)介紹,該團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)上提取了量子系統(tǒng)的相位,解決了長(zhǎng)期以來(lái)的微觀粒子動(dòng)力學(xué)的完全重建問(wèn)題,并在大分子相位萃取與重建,粒子集體響應(yīng)和場(chǎng)強(qiáng)過(guò)渡區(qū)域動(dòng)力學(xué)解析等三方面進(jìn)行了延展。
“在開(kāi)展前沿基礎(chǔ)研究的同時(shí),我們也一直在嘗試把基礎(chǔ)研究中的相關(guān)技術(shù)和成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化,來(lái)解決核探測(cè)中的實(shí)際問(wèn)題?!眲⒆鳂I(yè)說(shuō),傳統(tǒng)的核檢測(cè)手段主要依靠α、β和γ等放射性射線的測(cè)量,其在長(zhǎng)壽命核素的分析檢測(cè)上存在天然劣勢(shì),“長(zhǎng)壽命核素衰變比較慢,能夠產(chǎn)生的放射性比較低,往往難以被觀測(cè)到,而且傳統(tǒng)手段難以實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。”
面對(duì)技術(shù)瓶頸,劉作業(yè)團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑將超快激光與核技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定場(chǎng)所氣體中關(guān)鍵痕量核素的快速檢測(cè)分析、對(duì)退役核材料中多種痕量放射性核素的快速甄別和活度濃度的測(cè)量、對(duì)表面和界面污染的放射性核素檢測(cè)。
在激光核物理實(shí)驗(yàn)室,劉作業(yè)團(tuán)隊(duì)的老師和同學(xué)們經(jīng)常會(huì)忙碌著調(diào)試團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的核探測(cè)設(shè)備原理樣機(jī)。作為原有設(shè)備的升級(jí),樣機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了小型化,同時(shí)探測(cè)性能也得到了很大改進(jìn)。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,2020年劉作業(yè)作為第二負(fù)責(zé)人,還參與了國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項(xiàng)目,和北京大學(xué)、中科院近代物理研究所等單位一起開(kāi)展國(guó)內(nèi)首臺(tái)精密激光核譜的研制。
年輕人的“大擔(dān)當(dāng)”
得益于學(xué)?!扒嗄暄芯繂T”政策的吸引和校內(nèi)合作者于福升教授的感染,李培榮于2018年加入核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,成為蘭州大學(xué)聘任的第一個(gè)青年研究員。來(lái)校工作后,他繼續(xù)深度參與著位于北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上的北京譜儀BESIII實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。從2011年碩士研究生階段開(kāi)始,這一項(xiàng)目他前后已經(jīng)參與了十年。
無(wú)論是承擔(dān)國(guó)家重大研發(fā)計(jì)劃和課題,還是產(chǎn)出高水平成果,亦或是做足小“中子”的大文章,讓學(xué)院黨委書(shū)記楊毅欣慰的是,2020年學(xué)院的各項(xiàng)亮點(diǎn)工作中都能看到年輕人的身影。“40歲以下的青年教授、副教授以上職稱(chēng)占全院的42.8%,80后、甚至90后的年輕人都在成長(zhǎng)起來(lái),成為我們的重要力量?!?/p>
2020年12月17日,嫦娥五號(hào)返回器攜帶著月球樣品著陸地球,標(biāo)志著我國(guó)首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿(mǎn)完成。蘭州大學(xué)陳熙萌教授、邵劍雄教授團(tuán)隊(duì)在承擔(dān)嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)相關(guān)任務(wù)之后,又承擔(dān)了更具挑戰(zhàn)性的嫦娥五號(hào)科研和工程任務(wù)。
在《核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院“十四五”事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中,學(xué)院提出了在師資隊(duì)伍和科學(xué)研究等方面實(shí)現(xiàn)“倍增+”、集群高端學(xué)術(shù)人才、夯實(shí)后備人才基礎(chǔ)等目標(biāo),“十四五是我們的一個(gè)‘集聚期’,我們要深化有組織的科研,全面推進(jìn)科技創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展?!眳峭蹑i說(shuō)。
蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 耿睿
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