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中国科学院院士陈和生:用大国重器探微观世界

沈 慧
2022年07月02日08:30 | 来源:经济日报
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原标题:中国科学院院士陈和生:用大国重器探微观世界

  广东东莞,松山湖畔,地下18米处深埋的“庞然大物”昼夜不停地忙碌着。一个个质子在其中狂奔到0.9倍光速,而后撞击钨靶,产生散裂中子,只为轻松地穿透物质,“看见”分子和原子尺度的微观世界。

  这是举世瞩目的大科学装置——中国散裂中子源。经过十几年的谋划和建设,2018年8月,这一探索微观世界的“超级显微镜”横空出世。自此,中国成为世界上第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家。依托这个装置,香港大学研发的超级钢惊艳世界;我国自主研发的加速器硼中子俘获治疗实验装置研制成功,有望开启癌症放射治疗新篇章……主持缔造这一“国之重器”的是一位挺拔俊逸的老者——中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所研究员陈和生。

  有一种选择叫“祖国需要”

  回顾陈和生的人生历程,是对“有一种选择叫‘祖国需要’”这句话最好的诠释。

  时光回溯,中学时期的陈和生因为一本爱因斯坦的《物理学的进化》对物理学“一见倾心”。1964年,陈和生以湖北省高考物理状元的身份考入北京大学原子核物理专业。这样的选择,一半出于爱好,一半是因为国家需要,“当时我们国家最急需的就是核物理专业人才”。

  1984年,从美国麻省理工学院获得博士学位的陈和生面临人生重要抉择。他毫不犹豫地放弃了国外优厚的待遇回到祖国,来到中国科学院高能物理研究所,成为我国第一位博士后。陈和生的理由很简单,“我深信,中国的科学发展要靠中国人在自己的土地上奋斗”。

  和同事们一起建起我国第一条计算机数据通信线路,使中国科学院高能物理研究所的计算机成为我国在国际互联网的第一个节点;在北京主持阿尔法磁谱仪永磁体的研制,使其成为人类送入太空的第一个大型磁体……回国后的陈和生一心扑在研究上,科研结出累累硕果。

  实现高水平科技自立自强

  1998年,陈和生出任中国科学院高能物理研究所所长,由此与大科学装置结下不解之缘。此后的岁月中,他牵头完成我国首个大科学装置——北京正负电子对撞机重大改造(BEPCII),以及中国散裂中子源的筹划建设。

  通往成功的道路从来不是一帆风顺,北京正负电子对撞机的改造也是如此。陈和生形容这个时期的自己“每天都如履薄冰”。

  1998年,北京正负电子对撞机已投入运行10年之久。通过无数次研究、谋划、布局,两年后,陈和生提出北京正负电子对撞机重大改造方案,并获得国家支持。

  2009年,改造工程如期竣工,升级后的北京正负电子对撞机性能提高了100倍,成为目前国际先进的双环对撞机之一。

  如今,陈和生还在为建设这些“庞然大物”到处奔波着。

  从事高能物理研究的他深知,现代科学发现与技术创新越来越依靠大科学装置:或是提出来的新设想在大科学装置上得到了验证;或是大科学装置提供了先进的研究手段,实现了研究的重大突破。甚至不仅仅是科学研究,许多推进国民经济持续发展的问题,也需要依靠大科学装置才能解决。

  “我们一定要把大科学装置建设在祖国大地上,实现高水平的科技自立自强。”陈和生坚定地说。

  “超级显微镜”横空出世

  如果说北京正负电子对撞机重大改造工程是“从1到100”的发展,那么中国散裂中子源的拔地而起则是“从0到1”的突破。

  散裂中子源究竟是什么?陈和生打了个比方:散裂中子源是一种“超级显微镜”,其散射的中子如同“探针”,可以清晰检测物质的内部结构,被认为是当今人类深度探索微观世界的有力工具。作为多学科交叉前沿研究的大型平台,它对满足诸多国家战略需求、攻克产业关键核心技术、探索科学前沿具有重大意义,是当之无愧的“国之重器”。

  2006年,中国散裂中子源选址广东东莞大朗镇,从此陈和生开始了在北京、东莞两地间奔波的生活。

  2011年10月,中国散裂中子源开工奠基,陈和生担任工程指挥部总指挥和工程经理。这一年,他已经65岁,长年累月的操劳,让他的身形已不似往日挺拔,但他的干劲却依旧像年轻人一样昂扬。

  由于复杂的地质条件,中国散裂中子源直线隧道在一次雨季出现大面积渗水。推倒重来?竣工日期已定,来不及了。危急关头,他带领团队作出决定:在现有隧道外加修一层隧道,抽出夹层中的水,解决漏水问题。可如此一来,就要延误一年半的工期。

  怎么办?“竣工时间不能推迟,必须想方设法抢回土建工期延误的时间。”陈和生说。

  散裂中子源团队将原定在隧道里安装、测试的设备先在地面大厅提前完成安装和调试,等隧道完工后,再重新安装到隧道里。经过几百个通宵达旦的不懈努力,因为土建工程延误的工期终于被团队抢了回来。

  经历了连日的酷暑和高强度的工作,曾进行过多次心脏手术的陈和生在坚持到工程如期竣工后,住进了医院。明明早已感到身体不适,怎么还不休息?面对同事们的担忧,陈和生笑着安慰大家,“国家急需这样的大科学装置,我们不管怎么辛苦,都要坚持”。

  守得云开见月明。2017年8月,中国散裂中子源第一束质子打靶顺利产生了第一束中子。2018年8月,中国散裂中子源项目顺利通过国家验收,正式运行。2020年8月,陈和生团队利用散裂中子源发展技术,在东莞成功建设我国首台自主研发的加速器硼中子俘获治疗实验装置,为发展这种新型二元细胞级精准医疗先进技术奠定了基础。2021年10月,在陈和生团队精心调试后,中国散裂中子源功率成功提高20%,实现重大突破。

  当一直萦绕心中的梦想变为现实,已过古稀之年的陈和生终于松了一口气。“我们以符合国情的投入和最佳性价比建成中国散裂中子源,填补了国内脉冲中子源领域的空白,技术和综合性能进入国际先进行列。”

  如今,75岁的陈和生还像往常一样在北京和东莞两地奔波着,全力促进散裂中子源在国家战略需求领域和国际科学前沿的应用,并积极推动散裂中子源二期工程建设。他说:“人生最大的幸福,就是为了国家的强大而奋斗。”

(责编:杨曦、李楠桦)

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