摘要:1964年,吴宜灿生于安徽省宿松县凉亭镇。凉亭镇地处宿松县东北部,因明朝弘治年间于河上建亭,以供 “邮递商旅贩徒” 往来休憩而得名。吴宜灿先后在凉亭镇光荣初中和长铺镇程集中学度过了自己的求学岁月。
误打误撞进入“中子世界”
1964年,吴宜灿生于安徽省宿松县凉亭镇。凉亭镇地处宿松县东北部,因明朝弘治年间于河上建亭,以供 “邮递商旅贩徒” 往来休憩而得名。吴宜灿先后在凉亭镇光荣初中和长铺镇程集中学度过了自己的求学岁月。
1981年,17岁的吴宜灿以优异成绩考入西安交通大学。直至今日,他仍对高考选择专业时发生的 “趣事” 记忆犹新,而这段经历也让他与核能结下了不解之缘。
高考时,吴宜灿发挥出色,化学考了81分,成绩在所有科目中最为突出,因此他想选择一个与化学相关的专业。然而,在填报志愿时,密密麻麻且复杂的专业名称让吴宜灿晕头转向。直到他看到 “核反应堆” 这个专业名称,吴宜灿回忆道:“我当时就想,有‘反应’两个字,应该跟化学有关系。”
直到被西安交通大学录取后,他才知晓,核反应堆属于物理专业领域,而他也成为了班上直接报考该专业的两名考生之一。
此后,随着学习的深入与系统化,吴宜灿逐渐认识到,能源是人类社会发展面临的重要课题,如何开发和利用好核能意义重大,他也渐渐喜欢上了这个专业。
1985年,吴宜灿本科毕业。彼时正值改革开放初期,人们的价值观发生了巨大转变,班上许多同学纷纷选择转行,但吴宜灿却决定继续攻读硕士学位。他表示:“我出身农民家庭,父母从小就教导我‘多念书总会有用’,还常说‘读书不光为你自己,要想着许许多多的人’,这些话我始终铭记于心,也成为了我当时继续求学的动力之一。”
由于家庭因素,吴宜灿在科研道路上也曾有过动摇。“我研究生毕业时,3个弟弟还在上学,家庭经济十分困难。当时真的想过去待遇更好的核电站工作。但经过一番思想斗争,我最终还是选择了走科研这条路。” 吴宜灿说道。
在核能研究过程中,他逐渐发现,中子在核能研究体系中占据着重要地位。因此,吴宜灿将自己的研究工作聚焦于核能中子领域。因为中子是产生核热能和引发放射性的源头,其行为直接影响着核能系统的安全性和经济性,人们形象地将中子称为核能系统的 “灵魂”,中子研究更是核能创新发展的源泉。
中子技术的引领者
1990年,吴宜灿考入中国科学院等离子体物理研究所攻读博士学位,首次踏上位于安徽合肥西北郊的 “科学岛”。在这里,他与同为西安交通大学核反应堆专业毕业的爱人黄群英(中国科学院核能安全技术研究所研究员)携手扎根,在科研道路上相互扶持、并肩前行。
随着研究不断深入,吴宜灿逐步建立起复杂核能系统中子输运理论,成功攻克中子输运精准建模与高效求解这一世界级难题。他自主创新研发的大型一体化中子学计算、核设计与安全评价软件系统TopMC/SuperMC,打破了国际技术垄断与封锁。
目前,TopMC/SuperMC已通过全球规模最大的科技合作项目——国际热核聚变实验堆(ITER)国际组织,以及国际经合组织核能署(OECD/NEA)认证,实现我国核能软件首次走出国门。该软件在90多个国家获得规模化应用,为ITER等国内外30多个大型核工程项目作出重要贡献,被评价为 “代表了近年来国际中子学领域的主要进展”,相关成果荣获2016年度国家自然科学奖二等奖。
“当时的科研条件艰苦,学科基础薄弱,核能概念也鲜为人知,更别提核能软件研究了。” 吴宜灿回忆道。面对重重困境,他毫不退缩。在国家支持有限的情况下,他毅然采取 “自筹经费、先期投入” 的方式,最终完成TopMC/SuperMC的研发。吴宜灿感慨:“研发时,我们深入钻研数学模型,反复论证程序架构,逐句编写代码、搭建模块,120多万行程序代码被反复打磨无数次。” 除核能软件开发外,他和团队还将中子输运物理与技术成果应用于创新核能开发,开展可移动、小型化、智能安全的核能系统 “核电宝” 工程化研究,开启核能研究新篇章 。
2011年9月,中国科学院核能安全技术研究所揭牌,吴宜灿被任命为筹建负责人,开启全新科研征程。从筹建之初,他便打破常规,明确摒弃以论文、专利等传统方式衡量科研成果,将对学科和社会发展的贡献作为最终目标。“做有用的科研” 这一理念,始终是吴宜灿团队的初心。然而,筹建时硬件设施近乎空白,巨大压力让吴宜灿内心忐忑。但作为负责人,他选择 “专职表演” 正常上下班,以此安抚团队成员,默默扛起责任。
万事开头难,历经7年不懈努力,吴宜灿带领团队克服筹建期的重重困难,建成一批国际一流水平的实验平台,使团队成为国际中子科学领域极具影响力的科研力量。
为推动更多中子科学研究成果从理论走向应用,吴宜灿和团队在中子源技术研究领域从零起步,挑战世界顶尖水平。面对中子源技术的高难度,他们通过不断试错、验证,最终攻克技术瓶颈,成功研制出大型稳态氘氚中子源科学装置,其源强在世界同类型装置中位居首位,获得国际同行高度关注与认可。相关技术也成为我国相关产业应用的核心技术基础。
此外,吴宜灿还担任国际小型铅基反应堆联盟(CASLER)主席、国际能源署(IEA)聚变堆核技术(NTFR)技术合作计划执委会主席、国际原子能机构(IAEA)顾问专家等重要职务。他带领的凤麟核团队更被诺贝尔物理学奖获得者C.Rubbia教授公开评价为 “世界公认的中子学领域引领者”。
让中子技术“接地气”
在吴宜灿团队的不懈钻研下,中子技术的神秘面纱被层层揭开。除核能领域外,其应用范围不断拓展,广泛渗透至多个行业。凭借中子穿透力强、对轻元素敏感度高、成分识别精准等显著优势,这项技术在高精度无损检测、油气与矿藏勘探、肿瘤精准治疗等领域大显身手。
在高精度无损检测领域,中子照相技术弥补了 X 射线等传统无损检测技术的短板。它不仅能够探测物体深层部位,还能精准区分不同元素成分,极大提升检测的全面性与准确性。
在油气与矿藏勘探领域,中子测井技术贯穿油气勘探、生产全流程,在寻找油气资源、评估储层条件、动态监控剩余油量等环节发挥关键作用,为油藏增产提供重要技术支撑。
在肿瘤精准治疗领域,被誉为癌症 “第五疗法” 的中子治疗技术,利用中子与肿瘤细胞中富集的硼元素发生特异性俘获反应,在细胞内产生微米级射程的α粒子和锂离子次级粒子。这些粒子可精准靶向杀灭癌细胞,同时最大限度减少对周边正常细胞的损伤,尤其适用于浸润、转移、多发、复发,以及无法手术或对放疗化疗不适应的肿瘤患者,目前已逐步应用于临床实践。
这些突破性成果,得益于吴宜灿提出并大力倡导的 “研学产金” 四合一科技创新模式。该模式致力于构建人才与技术共同体、利益与文化共同体,通过科学统筹与协同攻关,实现资源高效整合与优势互补。
以 “做有用的科研” 为核心理念,“研学产金” 模式显著提升了创新效率。正如吴宜灿所言:“有用的科研以需求为导向,而非单纯基于好奇心驱动。它必须契合国家、社会、市场乃至普通百姓的实际需求。科研工作应从现实需求中提炼问题,从基础理论层面实现源头创新,再到技术攻坚、产品集成与市场推广,形成完整闭环。”
吴宜灿带领凤麟核团队打造的 “云光宝刀” 系列成果,正是这一创新模式的生动实践。自2020年6月全面推行该模式以来,短短两年间,团队便在青岛建成十兆瓦级车载核电宝工程集成模拟试验样机,并成功研发出国际首台高分辨率智能中子照相机,其研发速度远超以往预期。
谈及成功经验,吴宜灿表示:“一方面,我们拥有一支凝聚力强、战斗力足的科研队伍。在长期合作中,团队成员实现了人才与技术的深度融合,形成了共同的利益诉求与文化认同;另一方面,通过有效整合各方资源优势——科研院所的基础研究实力、高等院校的人才培养能力、企业的市场敏锐度,以及金融资本的助力,为科研创新提供了全方位支持。”
以中子科技应用为核心的凤麟云团队,自主研发了 “凤麟云” 智能核科技软件、“中子光” 精密核检测装备、“核电宝” 先进核能系统、“麒麟刀” 精准放射治疗系统等一系列创新技术。这些成果被吴宜灿形象地统称为 “云光宝刀”,已然成为展示中国中子技术实力的国际名片。
努力踏实取得“大成就”
“努力、踏实的工作态度,无论走到哪里都能受益”,这是吴宜灿始终秉持的座右铭。无论是承担工程任务,还是开展科研管理工作,他都严格要求按计划推进,确保任务按时保质地完成。对于大家提交的论文报告,哪怕存在一处表述不准确,他都会仔细甄别,要求反复修改直至符合标准。
工作之余,吴宜灿尤为热爱打排球。他表示:“在当今时代,团队协作精神愈发关键,因此我常借助高度依赖团队配合的排球运动来锤炼队伍。”
历经近40年的科研征程,吴宜灿对如何做好科研形成了独到见解:“其一,做科研必须具备创新精神,在我看来,创新就是主动转换视角去看待问题;其二,科研工作者要有不服输的韧劲与钻研精神,对自己的事业保持高度热情,甘愿为之挥洒汗水;此外,对年轻人而言,要学会以长远眼光审视工作,切忌短视浮躁、急于求成。科研事业着眼的不仅是当下,更是未来,唯有预见10年后的发展格局并提前布局,才有可能收获成功。”
吴宜灿指出,新时代为广大科技工作者搭建了广阔的发展舞台。国家高度重视科技创新的引领作用,全力统筹推进国家创新体系建设,着重强化企业在科技创新中的主体地位,并持续深化科技改革,着力破解体制机制难题。他呼吁广大科技工作者,尤其是青年科技人才,在科技成果转化的浪潮中,应积极投身祖国、社会和人民最需要的领域,在默默耕耘中创造非凡成就。面对科研道路上的挫折与困难,更要坚守初心、保持定力,稳步走好科技成果转化的每一步。
来源:重庆市科学技术协会