“核”之大者 为国为民

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  新中国成立之后,特别是改革开放以来,我国科技发展大胆开拓,创新成果不断涌现,整体科技实力得到持续提升。但同时也要看到,我国关键核心技术受制于人的问题依然没有得到根本解决。习近平总书记近期指出:“要打好关键核心技术攻坚战,加速科技成果向现实生产力转化。”
  核工业是国家安全重要基石,我国核工业从无到有、从小到大,取得了世人瞩目的成就。然而辉煌属于昨天,发展还要看未来。在一些关键核心技术方面,我国相比美俄等核能强国仍有较大差距。面临新的国际国内形势,唯有创新,才能全面提升核工业的核心竞争力,才能真正实现从核大国向核强国的跨越。
  创新意味着跳出传统窠臼、突破思维束缚,意味着打破固有格局、经历脱胎换骨的改革。在核能创新大道上,活跃着这样一支充满激情、富有活力的队伍,他们既是核能基础理论创新的攀登者,又是关键核心技术突破的攻关者,还是科技创新模式的开拓者,他们的名字叫“凤麟核”团队。这是一支互信、坚固、有情怀的团队,成员心向一处,为了共同的目标,不计个人得失、全力以赴。30年埋头苦干,不惧坎坷,他们在质疑和批评声中越挫越勇。他们的创新实践深度契合当今时代脉搏,敢于创造、敢于担当、敢于奋斗,他们闯出了一条从0到1的原始创新的特色道路,短短几年内创造了多个世界第一,展示了中国速度,震惊了国际同行。
  “核”之大者,为国为民。面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,在中国科学院院士、国际核能院院士吴宜灿的影响下,“凤麟核”始终坚持“做有用的科研”,不仅在基础研究方面做出了令人瞩目的成绩,还形成了以“凤麟云”智能核科技软件、“中子光”精密核探测装备、“核电宝”先进核能系统、“麒麟刀”精准放射治疗系统等为代表的“云光宝刀”系列创新技术。正如诺贝尔物理学奖得主Rubbia教授的评价:“世界公认的中子学领域引领者,他们的创造性成果代表了近年来中子学及先进核能领域的主要贡献。”未来他们将发挥越来越重要的作用。
  “云”:苦难中开花!
  2020年,美国一道道软件出口禁令引起国内轩然大波,EDA软件、GIS软件、MATLAB软件……美国对中国科技的压制从不放松,他们知道卡住了软件就卡住了中国科技的脖子。
  10年后,发展初期同中国一样以“引进、消化、吸收”国外核电技术为主的韩国,在阿联酋400亿美元核电大单中竞标胜出,深深刺痛了中国核能人士的神经。中国大型商用核电设计软件主要来自国外核电公司,据说外方反对中国人利用他们的软件参与竞标“赚钱”,缺乏自主知识产权核电软件是核电无法参与国际市场竞争的重要原因之一。作为中国核电走出国门、長远发展的瓶颈,软件自主化迫在眉睫。国内各大核电集团纷纷投入大量人力财力进行研发工作。而此时,吴宜灿带领的凤麟核团队为这一事业已默默耕耘了十几年。   1999年,自主化中子学核能软件正式启动研发;
  2003年,利用研发软件承担国际热核实验堆(ITER)中国首个合作项目;
  2005年,成为国际上被ITER组织认可的中子学建模软件;
  2010年,获中国核能行业协会科学技术奖一等奖、国家能源科技进步奖一等奖;
  2016年,基础理论获国家自然科学奖二等奖;
  2018年,获欧盟委员会颁发的欧洲聚变核能创新奖;
  2020年,用户覆盖全球70多个国家,在国内外40多个大型核工程应用;
  …………
  “风雨压不垮,苦难中开花”!历经磨难,20多次版本升级,120多万行代码,团队的工作打破了国外对中国的封锁,在功能和性能上都实现了当初的梦想——超越。其实,“超级蒙卡”只是一个代表,像这样的软件,团队开发了很多款,起名为“凤麟云”系列智能核科技软件。我们期待更多这样的团队,把更多“中国智造”软件推向世界!
  “光”:挑战世界第一!
  中子被称为核系统的“灵魂”,中子源是产生、研究、利用中子的必备科学装置,是开展核能与核技术交叉应用前沿研究、攻克产业关键核心技术的重要平台。
  工欲善其事,必先利其器。中国如果想在中子研究领域有一席之地,就必须建成国际领先的中子源。当这个意气勃发的团队,信心满满地提出要建造世界第一的强流稳态氘氚聚变中子源(HINEG)时,却受到了外界的质疑甚至否定,“你们没有工程经验,怎么可能建成那样的中子源!”“这么高的参数,那么多发达国家都没建成”。吴宜灿却认为:“虽然积累和经验缺乏,但年轻也有年轻的优势,就是有初生牛犊不怕虎的激情,有不会被传统思想禁锢的创新的心态,敢于去挑战世界第一。”
  国际上,稳态氘氚中子源源强的提高主要有两大技术难题:一是如何在黄豆大小的地方发生核反应高效产生中子?二是如何将3倍于太阳表面热流密度的核反应热安全導出?团队成员希望利用公开的国际学术会议,去美国相关实验室参观考察,却被他们严词拒绝。大国重器,只能靠自己,面对困难奋勇向前。经过艰苦持续攻关,项目团队发明了分区多层中子调控复合靶、阵列射流强化散热等技术,攻克了超高热流密度下中子靶难以稳定产生高源强中子的难题。终于,中子源HINEG在2016年年初迎来了首个中子,同年年底,中子源强达到6.4×1012n/s,也就是每秒产生6.4×1012个中子,实现同类装置稳态源强在运国际第一!
  在关键设备研发阶段,实验室里常常灯火通明,团队成员经常一干就到凌晨两三点,节假日也顾不上休息。为节省时间,博士们就在工地上打地铺、吃盒饭。看似娇弱的女科研人员也变身成“女子汉”,来回穿梭在庞大的设备之间进行组装调试,甚至要直面雷鸣电闪般的高压放电场面。光辉灿烂的背后,哪有什么一帆风顺!不过是不断试错、不断验证,在不断地绝望中又找到新的方向。单就中子靶系统这一个部件,当时开发了多种类型方案进行验证,这些实验样件已经堆了好大一屋子。
  宝剑锋从磨砺出,一步一步,从无到有,从有到超越,这个默默无闻的技术团队似乎在一夜之间惊艳了世界。中子源HINEG源强“世界第一”作为年度亮点,受到国际能源署(IEA)、国际政府间第四代核能组织(GIF)、美国核学会(ANS)报道和关注,并入选国际原子能机构(IAEA)实验装置名录。
  “挑战世界第一”的成功经历激励着团队成员将发展的技术不断深化。如今,“凤麟核”正将掌握的核心中子技术发展为“中子光”精密核探测技术,并应用到能源、医学、资源勘探、国防反恐、先进制造无损检测等领域。这些技术与产品已从实验室走向了市场的大潮,受到了政府、社会资本、上下游产业的极大关注,“中子产业”已初具规模!
  “宝”:要么创新!要么灭亡!
  我国商用核能历经几十年的发展取得了巨大的进步,正逐步从核能大国跻身核能强国。但经历三次特大核事故后,世界核能发展严重受挫,甚至在部分国家出现衰退。制约核能发展的因素主要包括核安全问题、核废料处置问题、核燃料稳定供给和经济性问题、公众接受度问题等,而这些问题目前并没有很好地得到解决,核能未来发展挑战巨大。
  传统的核能发展理念试图通过改进已有设计方案的安全性,来达到提高公众接受度,主要是依据核事故的经验反馈,补丁式增加新的防御层次、系统和措施。但这种依赖复杂设计提升系统安全性的方法,反而使得核能发展陷入“追求安全—补丁叠加—复杂度增加—降低安全性/经济性”的循环之中。
  “只有创新才能摆脱传统核能的发展困境”,吴宜灿表示。走在“凤麟核”办公场所内,“要么创新,要么灭亡”这几个大字格外醒目。“不盲从、不跟风,做事一定要有新的思路、新的方法”,这是吴宜灿在工作指导时最常说的话。修修补补的微创新并不能带来深度改变,只有颠覆式创新才能让科技的潜力真正释放出来。基于对核能与核安全的深入认识,“凤麟核”从源头确保核安全的革新理念出发,提出了超小型先进核能系统“核电宝”,它具备“超安全、超小型、超长效”的特征,不仅从源头避免了传统核事故,还能够将尺寸做得非常小,比如千瓦级只有排球那么大,兆瓦级可放在集装箱内,一次更换核燃料可以连续运行10?30年,这彻底颠覆了人们对核能的认知。
  然而,新生事物的发展却不是一帆风顺的,核电宝概念刚提出时,业内部分人士并不看好,认为这是“炒概念”“这么小怎么可能做得出来”,甚至还受到了一些传统势力的阻挠和打压。越是艰险越向前,“凤麟核”成员相互纽在一起,利用团队已发展的新型中子输运理论方法,在设计理念上进行革新。“核电宝”采用常压运行的特种液态金属作为冷却剂,同时提出一体化模式,使得单一系统部件同时实现多类功能,充分利用材料、部件、系统的固有特性与自然规律以确保安全,就像把“电子管”升级为“集成电路”,这样把几米大的堆芯缩小到只有几十厘米。另外,他们打破了核能研发主要依赖国家经费支持的传统模式,通过积极吸纳社会资本,实现了核电宝研发资源高效配置与工程研发的快速突破,短短的几年时间内,攻克了一个又一个难题,建立了核电宝设计方法体系,突破了系列关键技术,首次建成兆瓦级车载核电宝关键技术集成试验样机,形成了具有自主知识产权的技术体系。相关研究成果被16位领域院士专家组集体评价为“整体达到国际领先水平”。
  “四合一”创新:打不破的“铁饭碗”!
  “凤麟核”的发展,一直伴随着多单元多学科交叉协调、长期性科研投入、科学研究与成果转化衔接等诸多困难与挑战。针对这些问题,他们在组织模式、评价方法等方面进行了大胆创新实践,通过突破传统机制激发各方面的潜力,形成了鲜明的团队文化和“四合一”的创新发展模式,走出了一条特色的实践道路,成为他们成功背后的真正法宝。
  “凤麟核”始终坚持统筹各类人员和软硬件资源,针对工程性、应用性很强的科研项目,项目组从团队各下属部门协调不同专业和学科背景的科研人员联合攻关,针对这些人员的工作业绩不考核论文发表和项目申请情况,让他们可以心无旁骛地投入工程中;对基础性、理论性很强的前沿研究,团队为从事这类研究的人员提供稳定资源保障,消除他们项目争取等方面的压力。对于大家都关心的评价机制,他们打破评价形式化,坚持以结果为导向,摒弃了以论文发表数量、项目经费争取额度等作为考评决定性因素的片面评价机制,结合发展需求,将设备与软件研发、科技成果转化、团队管理等方面的成绩作为考核的重要要素,在此思路的基础上,建立完整的制度体系,自主开发了实用性很强的信息化管理软件系统(CROSS),让每一位成员得到全维度、客观的综合性评价。同时,所有科研人员都有权对其业务关联人员进行评价,做到了“事事算业绩,人人是评委”,最大限度发挥了每一位科研人员的特长,大大激发了全体人员的积极性和创造性。
  在科技成果转化方面,近年来党中央、国务院和各部委密集出台了一系列旨在促进科研人员投身科技转化的政策,如离岗创业保留事业编制、赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权等。这些政策和意见出台的背后,是国家对科技成果转化、科技水平提升的迫切需求。随着“凤麟核”团队发展的“云光宝刀”系列技术不断成熟,如何让创新链与产业链紧密衔接,整合和协调科研、人才、产业各方面要素支持科研成果转化,成为凤麟核面临的新挑战。   大家都知道,人才流动是科技成果转化过程中不可忽视的要素,而在很多人看来,高校、科研院所的工作在体制内、有编制,是旱涝保收的“铁饭碗”。对于从事科研成果转化,有科研工作者担心“论文、专利、项目才是我评职称需要的,成果转化对我根本没用”“我的发明成果都属于单位,我拿去转化,是不是侵吞了国家资产”,有些科研单位领导也担心“科研人员去创业,相当于单位辛苦培养的人才流失了,成绩不属于单位了”,在这背后,存在着一个不少人有的传统认知和观念:“科学家就应该做‘苦行僧’。”在以上传统认知的影响下,“凤麟核”的产业转化过程遇到了很多不理解,甚至明阻暗压,有的成员的工作开始不被家人和朋友理解,认为放弃“铁饭碗”没有保障,有的人离岗创业申请被行政管理部门屡屡打回,有的人甚至受到公开指责或谩骂,被认为是“中饱私囊”。
  然而,为了让研究成果尽快转化为生产力,服务国家和社会,立志于成果转化的“凤麟核”科技骨干们如今终于冲破篱墙,放弃了体制内“铁饭碗”,全面投身到科技成果转化的大潮中去。“当初第一感觉是有种朦胧的保护伞消失了,”一位“凤麟核”成员告诉记者,“但半年过去了,我们事业欣欣向荣的势头让我和家人都打消了顾虑。做对国家和人民大众有用的科研,才是永远打不破的‘铁饭碗’。”
  “凤麟核”团队简介
  “凤麟核”主要从事先进核系统研发及核技术交叉应用,其发展历史可追溯至20世纪80年代,历经孕育、蛰伏、成长、跨越,现有核心成员600余人,科技骨干中80%具有博士学位,已成为一支在中国科学院院士和知名国际院士指导和支持下,以国家原“973”计划首席科学家、国家重点研发计划项目负责人和新型产业化机构负责人等为领军人才,以一批高水平中青年科技人才为骨干的创新团队。
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