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潮籍科学家张天爵入围2014中国科学年度新闻人物评选

来源:科学网 时间:2015/1/26 11:15:08 字体:[ / ] 阅读:9386

由《中国科学报》、科学网、《医学科学报》、《科学新闻》杂志主办的2014中国科学年度新闻人物评选网络投票环节在1月12日-22日进行,潮籍科学家张天爵在投票评选名单之中。据悉,张天爵是中国原子能科学研究院串列升级工程部总经理兼总工程师。查看投票网站张天爵页面,投票评论去有众多潮汕老乡的支持留言,海内外潮人对于这位从潮汕走出去的科学家能够参与此次中国科学年度新闻人物评选感到高兴,并纷纷为老乡投上一票。

潮籍科学家张天爵

潮籍科学家张天爵

2014中国科学年度新闻人物评选投票页面(已结束投票)http://2014people.sciencenet.cn/content.aspx?id=53

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“杰青”张天爵:传好“加速”人生的接力棒

张天爵在2002年获得了国家杰出青年科学基金,成为我国加速器领域第一位“杰青”获得者。

“从事大科学工程的建设,对人生而言是一项风险极高的投资,因为有可能为其投入一生却颗粒无收。如果一辈子有效的工作时间是40年,那么,我75%的时间,已经过去了。”

凭着一个信念,一种勇气,串列加速器升级工程总工程师、中国原子能科学研究院研究员张天爵,带领一个团队为之奋斗了十年、二十年,锲而不舍,无怨无悔。

 

潮籍科学家张天爵

一个改变人生轨迹的电话

2000年夏天,在大阪大学任日本文部省COE客座教授的张天爵,计划年底到美国工作。他给恩师、时任原子能院院长樊明武院士打电话征求意见,樊明武却说道:“串列加速器升级工程快要立项了,你回来吧。”

恩师的一句话,改变了张天爵的人生轨迹。

“原子能院需要,回来不需要更多理由。”张天爵坚定地说,“就像你家里有事需要你出力,你会讨价还价、斤斤计较吗?”

更何况,装置的建成将使我国成为少数几个拥有新一代放射性核束加速器的国家,为核科学技术领域开展基础和应用研究提供创新性先导性研究平台。

就这样,张天爵放弃了国外优厚的待遇,于2000年底回到原子能院。

可没想到,起步那几年会那么困难。2001年初,张天爵的团队只有5个人,当年账上纵向经费只有7万元。要建设这么大的工程,前期预研怎么办?

“串列加速器升级工程直到2004年才正式立项,之前真是一穷二白。”谈起往事,张天爵感慨万千。他一边招兵买马,一边申请项目,“很多看来一点希望都没有的项目,也要连续熬夜写申请书”,与此同时,串列加速器升级工程许多关键技术,还要做预研工作。

幸运的是,张天爵在2002年获得了国家杰出青年科学基金,成为我国加速器领域第一位“杰青”获得者。

张天爵还记得写申请书的时候,不仅在方案上反复推敲,就连每个句子都仔细斟酌。“这辈子从来没紧张过,就那次紧张了,答辩结束后我整个后背都湿透了。”张天爵说,“之所以紧张,不是对技术不自信,而是成功与否对我们团队的生存太重要了。”

依靠“杰青”基金的支持,张天爵开始了实验室平台建设。虽然只有80万元经费,但还是按照建设先进强流加速器实验室的总体设想来进行。因为张天爵一直坚持:事情要不就不做,要做就是高要求、高质量,符合总体设想。“几年下来,不同渠道的经费汇集到一起,建成了强流回旋加速器综合试验装置,培养了一支强流回旋加速器物理与工程技术团队。”

突破常规的强流回旋加速器

串列加速器升级工程,是以现有的串列加速器为设计出发点,在串列之前增加一个强流回旋加速器,之后增加一个超导直线加速器。

尽管最初定方案的时候有不少反对意见,张天爵还是坚持大胆地将100MeV强流回旋加速器设计为紧凑型。“紧凑型回旋加速器优点突出,保证高流强、高效率,降低建造费用和运行费用。”张天爵说。

可是,当时国际上紧凑型回旋加速器能量最高仅为30MeV,能量从30MeV提升到100MeV,许多技术要求有质的区别。

先进的技术方案,注定有前所未有的技术难度。“当时国际上没人这么做过。”张天爵说,“我们之所以敢这么做,是因为背后有大量的强流束流动力学的研究结果和大量的工程经验来做支撑。”

既要紧凑型,节省建造费用和运行费用;又要强聚焦,获得高流强,且实现双束流引出满足多用户的需求,提高运行效率。鱼和熊掌要兼得,把压力都放在技术上了。用张天爵的话说,“科技创新是被逼出来的”。

张天爵带领他的团队一共突破了三项关键技术:强流束流动力学和高精度的大型的磁工艺技术、高平均功率的高稳定度的高品质因素的高频系统、强流离子源和注入技术。

“每一个技术亮点的背后都有一大堆的创新在支撑。”张天爵说。

被工艺评审专家称为“天下第一大饼”的主磁铁直径6.16米、高度3.86米、总重量416吨,组合加工精度要求好于0.05毫米。“那么大的磁铁,是锻压还是铸造?我们创造性地提出并验证了各种可能的非理想场垫补方法,大胆地采用铸造,这在国内外没有先例。”

“好多厂家不敢接,纯铁的均匀性、致密性要求太高了。”张天爵说,“我们去现场指导他们的工艺,参与他们的科研。利用现有工业条件超水平加工了高技术、高要求的大型装备。”

几年下来,张天爵不再是加速器物理专家了,俨然成了一名真正的工程师,对各种工艺过程都非常熟悉。

10年复10年的接力棒传递

2001年初,没有项目、没有经费、没有技术、没有人才。十几年过去了,张天爵实现了一个比技术上更艰难的跨越——队伍建设。

现在,张天爵带领着一支80人的团队,他们为意大利INFN国家实验室在建的70MeV回旋加速器提供加速器物理设计方案;研发了我国首台具有自主知识产权PET回旋加速器样机,出售给加拿大7套14MeV医用回旋加速器主体部件,打破国外技术垄断;为韩国基础科学研究所计划建设的70MeV回旋加速器制定技术要求……

加速器是靠团队做出来的,但团队做什么,出主意的人尤为关键。

张天爵有一个笔记本,到现在已经用了10来年。里面记录的是,当初按照100MeV强流回旋加速器10多个专业,列出的核心技术清单。每项核心技术,又延伸出一系列的关键技术、工程方案以及亟待解决的问题。

“搞加速器特别难的一点,就是学科门类太多了。”张天爵在理论研究过程中就要去想工程技术问题,预估今后会出现哪些问题,制定防范风险的技术措施,安排什么时间解决什么问题、什么阶段研究到什么深度。

在张天爵看来,建造大型科学工程,首先需要有技术能力和前瞻性的眼光,但更需要有承压能力和锲而不舍的精神。

的确,完全自主创新的大型科学工程有太多的未知数,在没有建成之前的一天,就不敢说工程成功,这种常年的心理压力,只有经历过,才有体会。

串列加速器升级工程项目申请,从1994年第一本正式的项目建议书编制,到2004年国防科工局批复可行性研究报告,刚好10年;项目工程建设,从2004年起到今年2014年即将建成,也正好10年。

“接力棒传到你们这一代人了。”张天爵时刻铭记恩师樊明武的期望。“这是一个Dream Machine。”张天爵希望,串列加速器升级工程能够早日应用于核科学技术,核物理、材料科学与生命科学等基础研究和能源、医疗健康等核技术应用研究。

作者:科学网 责任编辑:zhangwenxian 分享:收蒧 | 复制网址
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