編者按:
2020年,中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎評定出科技進步獎共76 項,其中,一等獎 6 項、二等獎 19 項、三等獎 51 項;技術(shù)發(fā)明獎 2 項,其中,一等獎 1 項、二等獎 1 項;企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎 2 項;創(chuàng)新團隊獎 4 項( 其中 2 項并列第三 );青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物 5 名。
為進一步弘揚科學(xué)家精神和大國工匠精神,宣傳核能行業(yè)創(chuàng)新工程、創(chuàng)新團隊、創(chuàng)新人物,展示核能行業(yè)篤行務(wù)實、追求卓越的精神,協(xié)會《中國核能》雜志從2021年第一期開始對核能科技獎部分獲獎的創(chuàng)新集體和創(chuàng)新個人進行綜合報道,以饗讀者。
▲課題組成員在一起
十年前,全球因受到福島核事故的影響而進入核電“冰凍期”。而如今,核電產(chǎn)業(yè)鏈迎來復(fù)蘇,我國核能行業(yè)蒸蒸日上。
十年前,中國核動力研究設(shè)計院在輻照效應(yīng)研究方面剛剛步入正軌。而如今,研究領(lǐng)域已經(jīng)涉及核燃料及材料輻照效應(yīng)研究的全流程。
十年前,核燃料及材料輻照效應(yīng)創(chuàng)新團隊還只是一個小小的課題組。而如今,已經(jīng)成長為一支擁有50余位科研人員組成的專業(yè)隊伍。
二十一世紀(jì)以來,全球核反應(yīng)堆技術(shù)朝著提高燃耗、降低成本、提高安全性的方向發(fā)展,各國也對核燃料及核材料提出了更高的要求。原子能之父費米曾說過:“核技術(shù)的成敗取決于材料在反應(yīng)堆中強輻射場下的行為?!焙巳剂霞安牧系妮椪招?yīng)如同“蝴蝶效應(yīng)”的開端,集腋成裘,最終會影響到反應(yīng)堆的運行安全及服役壽命。如今,核燃料及材料輻照效應(yīng)已經(jīng)成為進一步提升反應(yīng)堆性能的瓶頸問題;同時,未來堆型核燃料及材料輻照效應(yīng)研究幾乎還是空白,無法滿足我國全域核能應(yīng)用需求。在國外核心技術(shù)壟斷的時代背景之下,如何在短時間內(nèi)攻克輻照效應(yīng)研究的關(guān)鍵技術(shù),是解決我國新燃料、新材料研發(fā)中“卡脖子”問題的重要任務(wù)之一。由此,“核燃料及材料輻照效應(yīng)研究創(chuàng)新團隊”應(yīng)運而生。
伍曉勇是該創(chuàng)新團隊的奠基人,自1992年從蘭州大學(xué)畢業(yè)到核動力院工作以后,從事核燃料及材料輻照效應(yīng)研究已將近30年。作為團隊的創(chuàng)建者,他曾兩次遠(yuǎn)赴世界頂級輻照效應(yīng)研究機構(gòu)——法國Saclay研究所訪學(xué),不斷學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)。喜歡挑戰(zhàn)的他在帶領(lǐng)大家攻克一系列科學(xué)技術(shù)問題的同時,四川省杰出青年基金、院“杰出人物”等諸多榮譽接踵而至?,F(xiàn)已經(jīng)是裝發(fā)核動力技術(shù)專家組成員、核燃料及材料國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員、中國核學(xué)會核材料分會理事、四川省核學(xué)會理事的他,幾十年如一日,特別注重知識的更新和團隊青年人才的培養(yǎng)。團隊成立之后,他先后培養(yǎng)了博士后2名、博士生2名、碩士生5名,現(xiàn)如今這些青年才俊已逐漸成為團隊的骨干。2018年,他帶領(lǐng)團隊聯(lián)合國內(nèi)輻照效應(yīng)研究的優(yōu)勢力量,成功申報中國核學(xué)會輻照效應(yīng)二級分會,并被推舉為常務(wù)副理事長,助力我國輻照效應(yīng)研究領(lǐng)域趕超前沿。在大家的印象中,他在生活上總是待人謙和,但在工作上卻是十分細(xì)致、嚴(yán)格。他總是說,科學(xué)研究是一條充滿挑戰(zhàn)的道路,只有刻苦鉆研、不斷歷練,才能一路過關(guān)斬將,取得一點點進步。如同狼群的“頭狼”一般,他身體力行、率先垂范,“我喜歡挑戰(zhàn),工作中沒有難題就沒有進取,一個人如果只圖清閑,那么惟一的辦法便是躺在墳?zāi)估铩薄?/p>
團隊帶頭人溫榜于2006年畢業(yè)于天津大學(xué),現(xiàn)任中國核學(xué)會輻照效應(yīng)分會秘書長、反應(yīng)堆燃料及材料重點實驗室副主任。他先后主持或參與國家級重點項目30余項,獲省部級以上成果獎勵9項。他在專業(yè)發(fā)展方面緊盯核燃料及材料輻照效應(yīng)研究領(lǐng)域的前沿動態(tài),指導(dǎo)年輕同志進行技術(shù)研究和知識積累;帶領(lǐng)團隊完成了多項重要科研生產(chǎn)任務(wù),曾解決熱室在輻照效應(yīng)研究方面存在的輻照后燃料元件燃耗非破壞性精細(xì)測量、新型燃料組件輻照后檢驗技術(shù)等技術(shù)瓶頸問題。溫榜回憶道:“團隊剛剛成立的那幾年是最難的時候。記得當(dāng)時切割熱室重要設(shè)備曾三次發(fā)生故障,急難險重的任務(wù)接踵而至。為了保證科研工作進度,大家不顧切割熱室的輻射劑量是所有熱室中最高的,紛紛自告奮勇進入熱室搶修。”
溫榜認(rèn)為,雖然由于工作涉及到放射性等問題,核燃料及材料輻照效應(yīng)的研究和創(chuàng)新注定是艱苦的。但是“路雖彌,不行不至”。為了鑄國之利劍、保海疆之安寧,注定需要有人勇于犧牲自我、用熱血青春鑄就核動力的輝煌。
團隊的青年帶頭人吳璐2013年博士畢業(yè)于重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)。那時,團隊正在慢慢建立高分辨率、高精度的掃描電鏡,很多設(shè)施設(shè)備甚至是國內(nèi)首套,這對于他來說真是再好不過了?!叭绾文芨顚哟蔚乜吹饺毕荩业捷椪招?yīng)的本質(zhì),這是我目前最想做的事情?!边@就是他當(dāng)年選擇加入團隊最直接的理由。在與烏克蘭國家科學(xué)院應(yīng)用物理研究所(IAP)的一場交流會中,吳璐對于加速器輻照和多尺度數(shù)值模擬研究方向產(chǎn)生了濃厚的興趣,于是便帶領(lǐng)團隊成員張偉共赴戰(zhàn)火紛飛中的烏克蘭學(xué)習(xí)。當(dāng)他們一起拿下相關(guān)核心技術(shù)的時候,輻照效應(yīng)研究的新世界的大門打開了。果然,在他和整個團隊的不懈努力下,不僅引進了大量世界頂級的微觀表征設(shè)備,能夠從原子尺度探索和認(rèn)知核燃料及材料輻照效應(yīng)的微觀世界,甚至還有機會建成反應(yīng)堆、加速器和數(shù)字化“三位一體”的輻照效應(yīng)綜合研究平臺。目前,借助這些頂級實驗設(shè)備及研究平臺,吳璐已在核燃料與材料輻照效應(yīng)領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇。
核能行業(yè)篤行務(wù)實、追求卓越的精神鞭策大家在奮發(fā)有為的同時,更應(yīng)該注重開拓創(chuàng)新,勇攀技術(shù)高峰。隨著團隊的進一步壯大,新鮮血液的涌入使得核燃料及材料輻照效應(yīng)創(chuàng)新團隊取得了更多的成果。團隊核心成員雖然平均年齡不到35歲,但十年間已先后主持和主研包括預(yù)先研究項目、973、國防基礎(chǔ)科研計劃、國家自然科學(xué)基金、中國博士后基金、國家重點研發(fā)計劃等國家級重大項目20余項。在核材料及燃料輻照效應(yīng)研究領(lǐng)域共發(fā)表論80余篇,其中SCI/EI近40篇,授權(quán)專利50多項,獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎1項,國防科工局、中核集團和中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進步獎20余項。
在成就面前,人們往往看到的是鮮花和掌聲,很難窺見榮譽背后的艱辛和汗水。團隊成立初期,中子輻照資源十分有限,輻照后樣品彌足珍貴,得到的實驗數(shù)據(jù)也不夠豐富。這些問題讓大家十分困擾,加班加點的工作也不能解決根本問題。大家苦思冥想,翻閱大量外籍資料,終于討論出解決方案,并在國內(nèi)首創(chuàng)小試樣測試技術(shù),該技術(shù)可以大大增加輻照試樣的數(shù)量,有效利用反應(yīng)堆內(nèi)的輻照空間,在節(jié)約研發(fā)成本的同時,還獲得了更加豐富和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
在與國內(nèi)外輻照效應(yīng)專家的交流中,他們發(fā)現(xiàn),在核燃料及材料數(shù)值模擬方面我國還做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。美國、俄羅斯等發(fā)達國家已經(jīng)初步完成了數(shù)字化虛擬輻照技術(shù)的建立,歐盟也成立了國際性的科學(xué)團體,采用多尺度數(shù)值模擬的方法進行第四代核材料的研制,美國能源部的CASL項目甚至已成功完成了虛擬反應(yīng)堆全規(guī)模模擬。在這樣的國際形勢下,團隊成員一拍即合,大家一致同意“要與時俱進,開發(fā)屬于我們自己的軟件”。于是,在廣泛開展國內(nèi)外合作的基礎(chǔ)上,團隊上下團結(jié)一心,初步建立了輻照后核燃料及材料輻照效應(yīng)多尺度數(shù)值模擬技術(shù)體系,聯(lián)合開發(fā)了R2T-REx鋯基合金輻照效應(yīng)仿真軟件V1.0。振奮人心的是,軟件的精確度達到了國際先進水平,可以輔助反應(yīng)堆內(nèi)中子輻照考驗等高成本試驗,大幅縮短研發(fā)周期和研發(fā)成本。
創(chuàng)新團隊在國內(nèi)首次完整地實現(xiàn)池邊檢查技術(shù)在大型核商用反應(yīng)堆的應(yīng)用,打造了核電站反應(yīng)堆的最強“心臟聽診器”?;叵肫鹪谇厣浆F(xiàn)場池邊檢查項目部的那段日子,為了給大修節(jié)約時間,大家在現(xiàn)場不吃不喝、連續(xù)工作13小時以上。畢竟,每節(jié)約24小時就能為電廠減少8000萬元的損失。6月的浙江海鹽,濕度達到百分之百,現(xiàn)場溫度達到35度以上,悶熱潮濕的工作環(huán)境對人員和設(shè)備都是巨大的考驗,但是大家沒有絲毫懈怠。在完成工作任務(wù)的同時,不忘創(chuàng)新,在國內(nèi)首創(chuàng)水下剪刀接觸式直徑測量技術(shù)、水下氣水?dāng)[動式格架測量技術(shù)、彈簧滑動式防碰撞測量技術(shù)等,測量精度達到國內(nèi)領(lǐng)先地位。
現(xiàn)如今,在每一位成員的不懈努力之下,團隊已經(jīng)對標(biāo)國際,建成了較為完善的輻照效應(yīng)研究技術(shù)體系,并成功解決了多個重大工程和科研項目中的關(guān)鍵難題。立志發(fā)展成為國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的核燃料及材料輻照效應(yīng)研究創(chuàng)新團隊,有信心、有能力為我國的核能技術(shù)發(fā)展做出新貢獻。2020年該團隊榮獲中國核能行業(yè)協(xié)會“核能科技獎”——創(chuàng)新團隊獎。未來,中國核動力研究設(shè)計院將持續(xù)推進模塊化熱室及熱室內(nèi)設(shè)備的建設(shè),加快建立輻照效應(yīng)綜合研究平臺,繼續(xù)探索核燃料及材料的輻照效應(yīng),持續(xù)提升我國在核燃料及材料輻照效應(yīng)研究方向的核心競爭力。