楊關



核物理所在“十三五”及之后的一段時期里機遇和挑戰并存,抓住機遇,做強自己是應對挑戰的正確策略。
在中國北京房山,有一座原子科學城。
中國原子能科學研究院(以下簡稱“原子能院”)核物理研究所(以下簡稱“核物理所”)就坐落在這里。
進入二十一世紀,以興建若干大科學工程為標志,國際上核物理學科正在發展和面臨重大的突破,并繼續對各國的國防、能源與交叉學科的發展起著重要的推動作用。
懷著崇敬的心情和對我國核物理研究發展現狀探究的期待,我們對核物理所所長陳東風進行了專訪——
從“兩彈一艇”走來的核物理所
陳東風研究員,核物理所所長。他先后主持了國家自然科學基金、國防預研、國防基礎等多項課題,擔任國防科工局核能開發“中國先進研究堆儲氫材料技術研究”項目負責人,國家自然基金委重大儀器研發項目“中國先進研究堆中子極化裝置方法學研究”負責人,國家“973”項目“中國先進研究堆中子束應用關鍵技術”首席科學家。陳東風目前還擔任國際輻射學會理事、亞洲大洋洲地區中子散射學會副主席、中國核物理學會秘書長、中國物理學會中子散射專業委員會副理事長、中國物理學會同步輻射專業委員會常委、中國無損檢測學會應力測試專業委員會常委,是國務院特殊政府津貼獲得者。
陳東風的父親也是原子能院的核物理科學家,作為核物理事業的傳人,談起核物理所的發展歷史,陳東風如數家珍。
1950年建立的中國科學院近代物理研究所(1958年改名為原子能研究所),匯集了一大批科學家,他們中間有:實驗物理學家王淦昌,物理學家彭桓武,實驗物理學家、宇宙線和加速器專家趙忠堯、肖健、何澤慧、楊澄中、陳奕愛、戴傳曾、梅鎮岳、張文裕、汪德昭、謝家麟、李整武、鄭林生、丁渝、張家驊,理論物理學家鄧稼先、胡寧、朱洪元、金星南、王承書等。所長錢三強確立了“以原子核物理研究工作為中心,為原子能應用準備條件”的辦所方向,領導全所科技人員,白手起家,艱苦創業,用不到5年的時間,在核物理和宇宙線、譜儀和核電子學、放射化學、理論核物理等方面取得了一批既有相當學術水平又有很高實用價值的科研成果,培養了我國第一代核科學技術人才,為核事業的發展奠定了基礎,當時的原子能院成為我國核工業和核科學技術當之無愧的發祥地。
核物理研究為新中國的核科技事業的發端奠定了基礎,如果說原子能院是新中國核工業與核科技事業的發祥地,那么也可以說,新中國的核工業與核科技事業發端于原子能院的核物理事業。在“兩彈一艇”時期,原子能院的核物理研究在以國家重點任務為代表的關鍵核參數測量、氫彈理論探索和物理設計、核爆熱測試診斷方法技術建立、基本的探測分析技術建立等方面發揮了重大的作用,為我國原子彈、氫彈、核潛艇的理論計算、核參數的測量作出了重要貢獻。在獲得“兩彈一星功勛獎章”的23位專家中,錢三強、王淦昌、彭桓武、朱光亞、鄧稼先、于敏等多位院士都曾在這里從事過核物理研究工作。
自力更生是中華民族自立于世界民族之林的奮斗基點,自主創新是我們攀登世界科技高峰的必由之路。“吾心信其可行,則移山填海之難,終有成功之日;吾心信其不可行,則反掌折枝之易,亦無收效之期也。”創新從來都是九死一生,但必須有“亦余心之所善兮,雖九死其猶未悔”的豪情。
在保軍轉民、二次創業的艱苦時期,原子能院的核物理研究繼續為核武器的小型化提供了基礎知識和數據,并為核工業和核電發展培養輸送了一大批人才。陳東風說,在這一歷史時期,凝聚到核反應機制研究與核結構的理論與實驗研究的原子能院的核物理基礎研究,產出了諸如壘下重離子熔合裂變反應碎片角異性異常的發現、90Ru新核素的發現、167Lu三軸超形變的發現等許多具有國際影響力的優秀成果,繼續在國際相關領域占有一席之地;此外還開拓了熱中子散射研究領域,建立了我國第一個中子散射的實驗研究基地,并積極推動了加速器質譜計、中子活化分析、正電子湮滅等核分析技術在國民經濟建設和交叉學科領域中的應用研究。
進入21世紀,面對更加開放和競爭的發展環境,面對核科技發展全新的形勢,原子能院的核物理科技工作者勵精圖治,在核數據、核物理基礎研究、中子散射、核分析技術等傳統優勢領域繼續保持了不可或缺的地位,并積極融入到國防工業與核工業的發展之中,在核廢物的嬗變技術及嬗變裝置ADS的研發中扮演了先行的角色,在國產核電關鍵材料抗輻照性能研究等領域有所作為,在航天器件輻照性能研究方面也取得重要進展。
從“兩彈一艇”走來的核物理所,作為中國核工業重要的核物理研究基地,核物理所在核物理基礎科學研究、核電國產化和核技術產業化為代表的核工業大發展的進程,以及世界核科學技術探索中扮演著重要角色,為我國核物理基礎研究、應用基礎研究和核技術應用作出了重大貢獻。
核物理基礎研究是國家綜合國力的重要標志
核物理所以核數據研究、中子散射技術及應用研究、核物理基礎研究、輻射效應研究、核分析技術及應用研究、離子源和高壓型加速器技術研究為重點發展方向,是原子能院作為國家基礎性、綜合性研究基地的重要組成部分,是中核集團唯一的核物理研究基地,是核工業和國防科技工業重要的核物理研究基地。核物理所擔負著為中國核工業與國防科技工業提供技術支撐,培育創新思想,培養高端人才的國家使命,擔負著物理學科建設的國家使命。
習近平總書記指出,基礎研究是整個科學體系的源頭。要瞄準世界科技前沿,抓住大趨勢,下好“先手棋”,打好基礎、儲備長遠,甘于坐冷板凳,勇于做栽樹人、挖井人,實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破,夯實世界科技強國建設的根基。
核物理所目前是中國核數據委員會主任和秘書長單位,國際核數據委員會委員單位,中國物理學會常務理事單位,國際純粹和應用物理聯合會IUPAP核物理專業委員會副主任單位,中國物理學會核物理分會副理事長和秘書長單位,東亞加速器質譜協會委員單位,亞洲大洋洲中子散射專業委員會副理事長單位,國際中子照相協會常務理事單位等。在核數據研究、核理論研究、高能物理研究等領域,核物理所也受邀參加了許多重大的國際合作計劃。
談起基礎研究的意義,陳東風不無感慨。正如習近評總書記所說,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全。
基礎研究可以提高國家綜合國力和國際地位。當今,國與國之間的競爭不再是單純的軍事或經濟力量的競爭,而是綜合國力的競爭。提高國家綜合國力的重要途徑之一,就是有效地支持基礎研究。一個國家若沒有原創性的基礎研究,它的技術和工業進步將是緩慢的,競爭地位將是虛弱的,也很難吸收和消化外來的新知識和新技術,從而在全球角逐中失利。
基礎研究有助于培養專門人才。要建設發達的現代化社會,沒有一大批訓練有素的專門人才和國民智力水平的普遍提高,是很難成功的。通過嚴格的基礎研究訓練,可以培養和集結一批專門人才,既可成為本國創新研究開發的中堅力量,也可成為引進國外新知識和新技術的橋梁。
現在核電技術已經非常成熟。從發現放射性到后來的反應堆一路走來,在這個過程中,科學家了解到原子核的規律,因此有了核能。核反應堆研發出來后,產生了一批像秦山核電站、大亞灣核電站等成果。為保證核能的安全利用,人們又發明了探測器,為核安全技術應用創造了很多新領域。雖然基礎研究做的是理論和原理,但這個過程中要不斷探索新技術、新方法,并由此產生新的探測方法,產生應用示范,創造出越來越多的應用成果。陳東風舉例說,加速器最初也是由于基礎研究的需要,后來發現可以用于治療癌癥。可以說,一個看不見摸不著的基礎研究,短則十年,長則二三十年,就會產生一個重大的應用成果,這是必然的。所以,基礎研究需要前瞻性投入,如若等發達國家充分應用轉化,我們拿不到核心技術時再啟動就太晚了。
核物理研究在核科技事業新的發展中乘勢而上
習近平總書記在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上指出,當前,我國科技領域仍然存在一些亟待解決的突出問題,特別是同黨的十九大提出的新任務新要求相比,我國科技在視野格局、創新能力、資源配置、體制政策等方面存在諸多不適應的地方。我國基礎科學研究短板依然突出,企業對基礎研究重視不夠,重大原創性成果缺乏,底層基礎技術、基礎工藝能力不足,工業母機、高端芯片、基礎軟硬件、開發平臺、基本算法、基礎元器件、基礎材料等瓶頸仍然突出,關鍵核心技術受制于人的局面沒有得到根本性改變。現在,我們迎來了世界新一輪科技革命和產業變革同我國轉變發展方式的歷史性交匯期,既面臨著千載難逢的歷史機遇,又面臨著差距拉大的嚴峻挑戰。我們必須清醒認識到,有的歷史性交匯期可能產生同頻共振,有的歷史性交匯期也可能擦肩而過。
談到對習近平總書記講話精神的貫徹,陳東風認為“十三五”是核工業體系中以基礎性研究為主的核物理所發展的重要戰略機遇期,作為曾經為新中國核工業及核科技事業的創建與發展作出過歷史性貢獻的原子能院的核物理事業,要找準自身的戰略定位,積極發展自身優勢學科領域,主動融入核工業的主導產業及原子能院重大項目,這不僅關系到核物理所的持續發展,也關系到原子能院的全面科學發展。
核物理研究之所以受到人們的關注并得到社會的大力支持,與它具有廣泛而重要的應用價值密切相關。幾乎沒有一個核物理實驗室不在從事核技術的應用研究,有些設備甚至主要從事核技術應用工作。核物理的發展,不斷為核能裝置的設計提供日益精確的數據,從而提高了核能利用的效率和經濟指標,并為更大規模的核能利用準備了條件。人工制備的各種同位素的應用已遍及理工農醫各部門。新的核技術,如核磁共振、穆斯堡爾譜學、晶體的溝道效應和阻塞效應,以及擾動角關聯技術等都迅速得到應用。核技術的廣泛應用已成為現代化科學技術的標志之一。
目前,我國核工業的大發展不僅使得核物理所的外部發展環境得到改善,而且對核數據、材料等方面提出了現實需求。中核集團和原子能院的發展也為核物理所帶來機遇,近年來對基礎工作的重視程度不斷提高,眼光也更加長遠。
牢記使命,迎接挑戰,乘勢而上。核物理所在“十三五”及之后的一段時期里機遇和挑戰并存,抓住機遇,做強自己是應對挑戰的正確策略,陳東風如是說。
核物理所的研究工作以基礎和應用研究為主,經過多年持續的改革和調整,核物理所的重點學科方向布局趨于合理,集中于核數據、中子散射、核物理基礎研究、輻射效應研究、核分析技術及應用研究、離子源和高壓型加速器技術六個方向上。從總體上看,這些重點學科方向在國內外已經不同程度地確立了優勢地位。
核物理學科是原子能院唯一進入ESI數據庫TOP1%的學科,排名高于日本原子力研究所,韓國原子能研究院,印度巴巴原子研究中心,印度甘地英迪拉原子研究中心等機構,充分說明了核物理所在原子能院作為大型綜合性核科研基地的國際影響力的塑造中發揮著重要作用。
近年來,核物理所在體現基礎研究實力的國家973項目方面,在ADS,中子散射,核天體物理等領域的立項凝聚了研究隊伍和方向,鞏固了地位,擴大了影響。
在中子散射領域,核物理所擁有難得的先發優勢。從大型設施、配套條件、人才隊伍等諸多方面,中子散射是原子能院未來發展條件最好的基礎研究領域之一,極有希望成為有國際影響的重要研究基地,“十三五”將是原子能院中子散射事業發展的重要時間窗口。
核物理所核數據研究領域在研究水平、研究體系、地位與影響等方面也擁有著先發優勢。中國與俄羅斯、美國、歐洲,日本是世界五大核數據中心,在這五大中心里面,我國是非常有特色的一個數據庫,得到國際原子能機構高度認可。目前,核數據研究正處于發展的特殊時期:一方面,為了解決國家需要的關鍵核數據問題,研究工作必須向基礎研究的方向拓展;另一方面,在繼續高舉為軍服務大旗的同時,也需要在應用方向上積極向民用拓展,實現軍民深度融合。考慮到原子能院在核數據研究領域“國家數據中心”的地位,核數據領域將采取“以我為主”的更為積極的競爭策略。
輻射物理和輻射生物學均屬于核物理與其他學科的交叉,目前國內在航天、醫療等方面有重大的國家需求,輻射效應研究方向上的進展也直接關系到中能強流質子直線加速器平臺的立項和微堆上BNCT研究領域的開拓。面向“十三五”,需要打造輻射物理和輻射生物學研究的新平臺。輻射生物學研究應該跳出“核”的圈子,努力推動由核物理所主導的有生物醫學領域專家參加的協作團隊形成,研究工作逐漸由“基礎”向“臨床”的方向延伸,努力形成有影響力的成果,
核物理基礎研究要特別注意高端人才的培養、愛護和引進;核天體物理研究、核反應機制研究、在束γ譜學核結構研究當前要積極做好學術研討,為串列升級工程上的首批物理實驗做好準備;鼓勵研究人員的國際交流合作,以保持研究工作的高起點。
中子活化分析應該樹立向歐美最先進的中子活化分析實驗室看齊的發展目標,丟掉對“方法學”研究的偏愛,在“應用”方面做足文章,努力產出有影響力的成果;加速器質譜學研究應該克服“打一槍換一個地方”的習慣,以“咬定青山不放松”的態度集中于一些重要的應用方向,產生有影響力的科研成果;核效應研究需要思考如何形成自己的特色,應該進一步凝聚研究方向,在研究中加強與其他研究團隊的合作,以推出有實用前景的材料為最終目標。
在強流離子源、高壓倍加器研發、大型串列加速器運行維護和設備國產化等技術領域,核物理所一直處于國內的最高水平。這個領域專業技術力量和水平的保持不僅有利于現有大型加速器設施的維護,而且可以為擬建的幾個加速器工程準備技術力量。核物理所應該繼續積極推進用于核數據測量的直流高壓倍加器的立項和建設。
創新之道,唯在得人。得人之要,必廣其途以儲之。作為以基礎性研究為主的核物理所,其發展必須而且只能依靠不斷地創新。對于核物理所今后的發展規劃,陳東風表示,隨著中國的核工業的發展,我國的原子能產業及核物理基礎研究迎來了難得的發展機遇。積極融入核工業發展大環境,依靠自主創新并積極參與到國家重大需求下中核集團和原子能院的重大科研計劃中去,應該成為核物理所未來發展的一個重要策略。
歲月為犁,不負韶光;拳拳“核”心,灼灼其華。陳東風對核物理所的過去初心難忘,對核物理所的未來信心滿滿。