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      2019年6月5日 星期三

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      探索恒星,我們永不止步
      發(fā)布日期:2020-05-08    發(fā)布:中核集團(tuán)

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      “恒星如何演化?構(gòu)成物質(zhì)世界的元素從何而來?”核物理界對(duì)這些根本問題的認(rèn)識(shí)又向前邁進(jìn)了一步。


      近日,中國原子能科學(xué)研究院核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員郭冰、諶陽平聯(lián)合國內(nèi)外6家科研院所的同行,獲得了高精度的16O基態(tài)漸近歸一化系數(shù),得到了12C(α, γ)16O高精度數(shù)據(jù),澄清了國際數(shù)據(jù)間240倍的分歧,這將加深人類對(duì)恒星演化的理解。這一研究成果發(fā)表在國際物理學(xué)頂級(jí)期刊 Physical Review Letters (《物理評(píng)論快報(bào)》)上。


      據(jù)原子能院副院長、核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人之一柳衛(wèi)平介紹,這只是該團(tuán)隊(duì)取得的眾多關(guān)鍵成果之一。自1990年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成立以來,團(tuán)隊(duì)傳承和發(fā)揚(yáng)朱光亞、錢三強(qiáng)、王淦昌、于敏等老一輩科學(xué)家以身許國、敢為人先、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神,團(tuán)結(jié)協(xié)作,集智攻關(guān),不僅開創(chuàng)了我國核天體物理和核數(shù)據(jù)基礎(chǔ)學(xué)科,而且在放射性核束物理、新型實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)、關(guān)鍵核數(shù)據(jù)測(cè)量、核能應(yīng)用核數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)建庫等方面取得了重要突破,形成了對(duì)核基礎(chǔ)研究、先進(jìn)核能和國家安全有關(guān)鍵意義的應(yīng)用及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,全面支撐了我國基礎(chǔ)創(chuàng)新、先進(jìn)核能研發(fā)、國家安全需求。2019年,該團(tuán)隊(duì)當(dāng)選國防科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。




      01

      堅(jiān)持國家利益至上,以滿足國家需求為先


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      核物理學(xué)家認(rèn)為,12C(α, γ)16O反應(yīng)速率直接影響恒星的演化進(jìn)程,也是生命起源的種子,因此被視為核天體物理研究領(lǐng)域的“圣杯”,而對(duì)其精確測(cè)量被公認(rèn)為是核天體物理最關(guān)鍵的科學(xué)問題之一。


      同為核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人之一的張煥喬院士說:“這次研究成果最重要的意義就是給出了間接方法ANC精確值,澄清了國際數(shù)據(jù)間240倍的分歧,同時(shí)給出12C(α, γ)16O反應(yīng)精確的天體SE2(300)因子,是非常難能可貴的。”他指出“科學(xué)工作者的使命就是認(rèn)識(shí)自然規(guī)律,揭示科學(xué)現(xiàn)象,提出理論闡釋,歸根結(jié)底就是要服務(wù)于國家、服務(wù)于社會(huì)、服務(wù)于人類。老一輩核科學(xué)家堅(jiān)持國家利益至上,以滿足國家需求為先,給我們樹立了很好的榜樣?!?/span>


      1955年1月15日,毛主席在中南海黨中央書記處擴(kuò)大會(huì)議上確立了發(fā)展中國原子能事業(yè)的宏偉任務(wù),錢三強(qiáng)、何澤慧等一批世界知名核科學(xué)家紛紛響應(yīng),積極開創(chuàng)我國核事業(yè)。


      “老一輩核科學(xué)家的首要任務(wù)是開展‘兩彈一艇’的研制,這是保障國家任務(wù),基礎(chǔ)研究就要主動(dòng)讓路。但他們?cè)谕瓿扇蝿?wù)當(dāng)中,也十分關(guān)心基礎(chǔ)研究。”張煥喬回憶說。1956年,剛從北京大學(xué)核物理專業(yè)畢業(yè)的張煥喬也加入這份光榮的事業(yè)之中,只是工作方向不是核反應(yīng)基礎(chǔ)研究,而是核數(shù)據(jù)測(cè)量。


      其實(shí)那時(shí),為了讓中國人民早日挺直腰桿子站起來,錢三強(qiáng)、何澤慧、于敏等老一輩核科學(xué)家也都投身到了核數(shù)據(jù)會(huì)戰(zhàn)之中,承擔(dān)了我國核數(shù)據(jù)研究急需任務(wù)。


      對(duì)此,柳衛(wèi)平解釋到:“這是因?yàn)楹藬?shù)據(jù)作為核能發(fā)展的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),直接關(guān)系到核裝置和核工程等設(shè)計(jì)與制造。同時(shí)核基礎(chǔ)研究恰好是核數(shù)據(jù)的創(chuàng)新源泉。核基礎(chǔ)研究偏于理論與實(shí)驗(yàn),核數(shù)據(jù)關(guān)系應(yīng)用,兩者看似涇渭分明,實(shí)則緊密相聯(lián),相輔相成。核基礎(chǔ)研究產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)是對(duì)核數(shù)據(jù)庫的完善和補(bǔ)充,而核數(shù)據(jù)計(jì)算模擬與推衍有助于核基礎(chǔ)研究開拓新的領(lǐng)域和空間?!?/span>


      正是基于此,原子能院在中子物理實(shí)驗(yàn)室、中國核數(shù)據(jù)中心和核基礎(chǔ)研究室基礎(chǔ)上聯(lián)合組建了核基礎(chǔ)與核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),這樣就理論與應(yīng)用形成完整的閉環(huán),“頂天立地”推動(dòng)核事業(yè)發(fā)展。其中“天”是指探索自然科學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)前沿研究,“地”則是立足于支撐核能發(fā)展的核數(shù)據(jù)應(yīng)用研究。而通過開展探索自然科學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)研究,發(fā)展出創(chuàng)新的研究方法,又可以運(yùn)用核數(shù)據(jù)研究,不斷激發(fā)創(chuàng)新活力,推動(dòng)核數(shù)據(jù)事業(yè)的發(fā)展。柳衛(wèi)平說,隨著核數(shù)據(jù)不斷豐富完善,對(duì)反應(yīng)堆研發(fā)的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用價(jià)值就更加凸顯。



      02

      只有不斷創(chuàng)新,才有新天地


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      “做基礎(chǔ)研究,只能爭第一,第二沒有意義。”無論是張煥喬還是柳衛(wèi)平都如是說。這就意味著核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)必須與世界核科學(xué)家同臺(tái)競(jìng)技。然而,不可否認(rèn)的是,即便是在當(dāng)今中國科學(xué)技術(shù)已經(jīng)突飛猛進(jìn),但實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和條件與核強(qiáng)國相比還有一段距離。


      “做出一流成果,不一定要靠優(yōu)越的條件,而是靠先進(jìn)的科學(xué)思想和堅(jiān)韌不拔的毅力?!绷l(wèi)平回憶起自己的導(dǎo)師黃勝年院士的話說:“改革開放初期國內(nèi)出現(xiàn)了留學(xué)潮,大量科學(xué)工作者到國外尋求發(fā)展,但黃先生說在中國環(huán)境下,同樣可以做出一流的工作,秘訣就是‘大膽假設(shè),小心求證’。”


      也正是這八個(gè)字讓當(dāng)時(shí)三十歲剛出頭的柳衛(wèi)平在國際核物理嶄露頭角,取得了令人矚目的成果,不僅開辟了我國實(shí)驗(yàn)核天體物理研究領(lǐng)域,在國際上首次利用放射性核束逆幾何反應(yīng),測(cè)定高能太陽中微子產(chǎn)生7Be(p,γ)8B反應(yīng)截面數(shù)據(jù),成果入選1996年我國十大科技新聞,同年獲得求是杰出青年學(xué)者獎(jiǎng)。殊不知,這項(xiàng)重大研究成果是因陋就簡,利用已經(jīng)退役的我國第一臺(tái)回旋加速器的幾個(gè)部件建成的國內(nèi)首個(gè)放射性次級(jí)束流線,將此裝置與串列加速器相聯(lián)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)出的成果。


      “做核基礎(chǔ)研究,就是要永遠(yuǎn)不滿足現(xiàn)有的成績,要朝著更有挑戰(zhàn)性的新領(lǐng)域探索。”柳衛(wèi)平與團(tuán)隊(duì)成員交流時(shí)反復(fù)強(qiáng)調(diào):“如果我們固步自封,留給我們的就是死路一條?!?/span>


      從事核物理實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)37年的柳衛(wèi)平,面對(duì)亞洲核物理學(xué)會(huì)主席、串列核物理實(shí)驗(yàn)室主任、抗輻射國家級(jí)應(yīng)用中心主任等重要組織機(jī)構(gòu)頭銜,以及香港求是基金杰出青年學(xué)者獎(jiǎng)、全國勞動(dòng)模范等榮譽(yù),他將更多的心思落在“創(chuàng)新”二字上,在張煥喬院士等老一輩核科學(xué)家的指導(dǎo)下,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)緊盯核物理最前沿問題,不斷開辟新天地。


      經(jīng)過近三十年的發(fā)展,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于國家大型科研平臺(tái),依托北京串列加速器國家實(shí)驗(yàn)室、核數(shù)據(jù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在學(xué)科開創(chuàng)、科研能力建設(shè)與滿足國家需求、引領(lǐng)核基礎(chǔ)科學(xué)方面取得卓越成就:


      一是開創(chuàng)我國核天體物理實(shí)驗(yàn)和核數(shù)據(jù)基礎(chǔ)學(xué)科,取得了太陽中微子問題、原子核暈結(jié)構(gòu)新形態(tài)和重元素核合成等一批放射性核束物理與核天體物理重大成果。


      二是發(fā)展核數(shù)據(jù)研制體系,全面支撐了我國基礎(chǔ)創(chuàng)新、先進(jìn)核能研發(fā)、國家安全需求;在國內(nèi)首次建成不穩(wěn)定核束流線,填補(bǔ)我國該領(lǐng)域空白,“HI-13串列加速器上次級(jí)放射性核束的產(chǎn)生和應(yīng)用”獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。


      三是建成我國包含核數(shù)據(jù)測(cè)量、評(píng)價(jià)、建庫以及應(yīng)用檢驗(yàn)的一整套研究平臺(tái),形成了自己的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫包含我國核能應(yīng)用、核技術(shù)、國防安全關(guān)心的主要核素,內(nèi)容涉及中子核反應(yīng)、光子核反應(yīng)、裂變產(chǎn)額、核結(jié)構(gòu)、核衰變以及活化數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)類型,相關(guān)數(shù)據(jù)已在多項(xiàng)大型核科研工程建設(shè)中發(fā)揮重要作用。


      對(duì)于柳衛(wèi)平而言,他也選擇了新的研究方向——探索天體核過程極低概率事件的極限和原子核穩(wěn)定性的邊界:領(lǐng)銜的基金委重大項(xiàng)目將在錦屏2500米的地下建造天體核過程測(cè)量平臺(tái),目前加速器、探測(cè)器已經(jīng)完成研制和地面聯(lián)調(diào),明年年底開始深地運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)于深地核物理的貢獻(xiàn),未來可期;聚焦探索原子核穩(wěn)定性邊界,與北京大學(xué)聯(lián)合提出“北京在線同位素分離豐中子束流裝置”,這個(gè)面向未來的夢(mèng)幻裝置,已列入我國核物理大科學(xué)裝置發(fā)展路線圖并入選國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃。



      03

      扛起這面旗幟,再難也要往前走


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      去年5月,世界45個(gè)國家與地區(qū)的500余名核物理學(xué)家云集北京,共同出席以主題為“核數(shù)據(jù)——人類的共同資產(chǎn)”的第十四屆國際核數(shù)據(jù)大會(huì)。讓業(yè)內(nèi)人士稱奇的是,通常三年舉辦一次的國際核數(shù)據(jù)界最高水平盛會(huì),雖然由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署和國際原子能機(jī)構(gòu)共同主辦,但承辦國均為經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署成員國,而中國并非成員國。那么,此次為什么會(huì)打破慣例在中國召開,由原子能院、中國核數(shù)據(jù)中心承辦呢?


      核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人之一、中國核數(shù)據(jù)中心主任葛智剛解釋到:“我國雖不是經(jīng)合組織核能署的成員國,但近年來我國核能快速發(fā)展、核數(shù)據(jù)研究不斷創(chuàng)新。因此,我們也積極申請(qǐng)承辦第十四屆大會(huì),最終在競(jìng)選中脫穎而出,成功獲得了舉辦權(quán)。”而他本人已經(jīng)連續(xù)四屆擔(dān)任了該系列大會(huì)的國際執(zhí)委,并擔(dān)任了第十四屆大會(huì)的執(zhí)行主席。


      可以說,中國核數(shù)據(jù)中心能夠承辦此次會(huì)議在一定程度上表明中國核數(shù)據(jù)工作得到了世界的認(rèn)可。正如經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署總干事麥格伍德先生在這次大會(huì)主旨發(fā)言中強(qiáng)調(diào):“中國為核數(shù)據(jù)國際化做出了重大貢獻(xiàn)?!眹H原子能機(jī)構(gòu)官員德萊克女士說:“中國的核數(shù)據(jù)工作涉及范圍很廣,也取得了很多成績,我對(duì)中國的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫CENDL印象深刻?!倍?003年,剛履新中國核數(shù)據(jù)中心副主任的葛智剛對(duì)于我國核數(shù)據(jù)事業(yè)未來持續(xù)發(fā)展心生擔(dān)憂。他曾到中國氫彈之父于敏先生家中拜訪請(qǐng)教。于敏先生遵囑道:“核數(shù)據(jù)是核事業(yè)發(fā)展的基石,能夠?yàn)閲朗聵I(yè)和國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供支撐,一定要重視核數(shù)據(jù)工作?!碧貏e是近年來,我國核物理學(xué)家錢紹鈞院士也時(shí)常到中國核數(shù)據(jù)中心指導(dǎo)核數(shù)據(jù)工作,并指出“核數(shù)據(jù)這面旗幟,只要國家需要,再難也要往前走?!崩弦惠吅丝茖W(xué)家的殷殷關(guān)切和諄諄教誨,讓葛智剛深刻認(rèn)識(shí)到,這是一份崇高的事業(yè),不能有絲毫怠慢。


      而老一輩科學(xué)家在為了攻克“兩彈一艇”關(guān)鍵輕核關(guān)鍵截面數(shù)據(jù)相關(guān)任務(wù)過程中,通過連續(xù)三月奮戰(zhàn),完成了通常需要2-3年才能完成的研究任務(wù)的精神,更深深地感染了葛智剛。同時(shí)也使他是深深地感到:要做好核數(shù)據(jù)研究,必須傳承、發(fā)揚(yáng)老一輩核數(shù)據(jù)科學(xué)家的大力協(xié)同、共同攻關(guān)、銳意進(jìn)取的工作作風(fēng),只有這樣才能使我國的核數(shù)據(jù)研究再接再厲、為我國國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)再立新功,無愧于歷史賦予我們核數(shù)據(jù)人的使命。


       “可以說,現(xiàn)在核物理正處于黎明前的黑暗,世界核物理學(xué)家不應(yīng)再單槍匹馬作戰(zhàn),而應(yīng)是通過大力協(xié)作,集智攻關(guān),使黎明的曙光更早出現(xiàn)。作為人類共同資產(chǎn)的核數(shù)據(jù),更應(yīng)將國內(nèi)外核數(shù)據(jù)力量集中起來,共同推動(dòng)核數(shù)據(jù)事業(yè)發(fā)展,更好地造福人類!”葛智剛說。


      中國核數(shù)據(jù)中心立足原子能院、扎根中國、走向世界,加快對(duì)外合作交流。讓葛智剛深受感動(dòng)的是,國內(nèi)北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國科學(xué)院、中國工程物理研究院等20多家高等院校和研究院所,都積極大力支持我國核數(shù)據(jù)研究工作,積極發(fā)揮各自設(shè)備與學(xué)科優(yōu)勢(shì),齊心協(xié)力不斷推動(dòng)我國核數(shù)據(jù)工作向前發(fā)展。


      與此同時(shí),作為我國核數(shù)據(jù)研究對(duì)外交流窗口的中國核數(shù)據(jù)中心積極爭取與推動(dòng)核數(shù)據(jù)的國際交流,將以往每年2人次逐漸擴(kuò)大重點(diǎn)把年輕人推往國際核數(shù)據(jù)舞臺(tái),目前在國際舞臺(tái)上打開了非常好的局面,與國際原子能機(jī)構(gòu)、經(jīng)合組織核能署、國際理論物理中心等國際組織機(jī)構(gòu)及美國、俄羅斯、日本、德國、荷蘭、法國、意大利和韓國等核數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)建立良好合作關(guān)系,在日本、加拿大和德國等核物理國家實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)研究。眾人拾柴火焰高。在國內(nèi)外廣泛支持下,中國核數(shù)據(jù)中心目前躋身國際上五大核數(shù)據(jù)中心之一,成為目前全球規(guī)模最大的核數(shù)據(jù)中心。


      另外,在創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人言傳身教下,在團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新文化引領(lǐng)下,學(xué)術(shù)交流頻繁,民主氣氛濃厚,國內(nèi)外交流活躍,大量優(yōu)秀人才迅速成長,團(tuán)隊(duì)中涌現(xiàn)出一批星光燦爛的青年才俊。其中林承鍵,作為中核集團(tuán)科技帶頭人,是吳有訓(xùn)獎(jiǎng)獲得者,是國際影響力的核反應(yīng)青年專家;李志宏作為原子能院學(xué)術(shù)帶頭人,長期開展核天體物理研究,著有《核天體物理》專著;郭冰則是胡濟(jì)民獎(jiǎng)獲得者,在國際上測(cè)量了最精確的中子源反應(yīng)的截面;諶陽平,今年剛剛30歲就發(fā)表了國際頂級(jí)的圣杯反應(yīng)間接測(cè)量的成果。阮錫超,作為核數(shù)據(jù)測(cè)量學(xué)術(shù)帶頭人,測(cè)量了一批重要的中子核數(shù)據(jù),并在大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)中的中子刻度中發(fā)揮了重要作用。


      科學(xué)沒有終點(diǎn),科學(xué)家的探索永不止步。張煥喬、柳衛(wèi)平、葛智剛作為創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人,將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)馳騁核海,探索核科學(xué)的奧秘,推動(dòng)核事業(yè)不斷向前發(fā)展。

      作者:盛安陵

      責(zé)編:王宇翔

      審校:段新瑞



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