探秘中子世界 创新核能科技

本文转自：人民日报海外版

“核电宝”是“凤麟核”创新团队的核心项目之一。这是一种具有固有安全性、采用特种液体金属作为冷却工质的紧凑型先进核能系统，具有超安全、超小型和超长效的技术特点，设计寿命三十年到六十年。图为十兆瓦级车载“核电宝”工程集成模拟试验样机。

受访者供图

白云悠悠、浪花朵朵、海风阵阵、翠岭绵绵，这里是滨海名城中国青岛。6月上旬，本报记者来到该市崂山石门山麓的李村河畔，探访位于该地的“凤麟核中子科学国际研究院”。

中子照相机（全名为“紧凑型高分辨率中子照相机”）是该研究院的科研成果转化项目，是中科院院士吴宜灿“凤麟核”科研团队聚焦中子科技创新、推动科技成果转化的一大硕果。

近年来，“凤麟核”科研团队以核能科技创新为基础，把科研院所、高等院校、高科技企业、金融资本等资源深度融合，努力探索科技创新与成果高效转化的路径并取得显著成效。

“中子检测具有独特优势”

中子是构成原子乃至整个物质世界的基本粒子，被称为核系统的“灵魂”。中子不带电，具有抗干扰能力强、穿透能力强、元素检测灵敏等优势，因此可以应用于肿瘤精准治疗、高精度无损检测、油气与矿藏勘探等领域。

2022年1月，青岛市科技局对外公布了一则喜讯：紧凑型高分辨率中子照相机在该市通过专家组评审正式对外发布。中国科学技术大学、浙江大学、山东大学、中国科学院合肥物质科学研究院等多所高校和科研机构的专家一致认为，这项成果成像质量高，其整体技术和指标均位居国际领先水平。

“凤麟核中子科学国际研究院”执行院长王芳博士曾在中科院核能安全技术研究所工作多年，她告诉本报记者，中子照相是利用中子束穿过物体时在强度上的衰减变化，对被测物体进行透视成像，从而反映物体内部结构与材料的空间分布、密度等综合信息。“这项技术可以弥补传统X射线等无损检测技术的不足，实现物体深度部位的检测，并能准确区分不同元素成分，尤其是在金属包裹轻元素等无损检测场合，中子检测具有独特优势。”王芳说。

面前的王芳戴着一副窄框眼镜，气质温婉而坚定，说到研究中取得的成果时，她自豪之情溢于言表。如今，更多“青春力量”绽放于科创征途，像王芳这样优秀的青年科研工作者，正在奋力攀登新的科研高峰。

“中子照相机实现了高品质中子源的小型化与高保真中子成像，可以应用于航空航天设备检测、动力电池检测、钢混结构缺陷检测等。”王芳说，从更具体的应用场景来看，从飞机发动机涡轮叶片残芯，到锂电池析锂和电解液的渗透不均匀……中子照相机都可以使用一双“慧眼”，看出其中痛点，找到症结所在。

“青岛那年的冬天特别冷，当时的研究院很多地方还是毛坯，我们自己做设计、搞装修，开始了我们的研发历程，终于实现了中子照相智能化。”项目骨干王志刚博士这样回忆说。2020年下半年，他与团队同仁来到青岛，开始了艰苦的科研创业。这群平均年龄只有30岁出头的年轻科研人员，在尚未来得及安门窗的实验室做起研发，甚至还客串装修队员角色。

“做有用的科研”

在山东大学齐鲁医院青岛院区，“凤麟核”团队研发的自主知识产权中子精准肿瘤治疗临床装置（简称“中子刀”）正在进行组装，预计最快将于年内投入临床试验。

中子精准肿瘤治疗，又称为硼中子俘获治疗，是目前国际上前沿的细胞级精度的粒子放疗技术。这种技术利用中子与癌细胞中富集的硼发生俘获反应产生次级粒子，次级粒子射程在一个癌细胞直径内，从而定向杀死癌细胞，正常细胞则几乎不受损伤，这为癌症患者特别是中晚期癌症患者带来了新曙光。

过往的中子治疗依赖于传统反应堆来提供中子，在医院进行临床推广并不容易。“我们依靠在小型化加速器中子源、中子束精准调控、中子精准治疗计划系统等关键技术方面取得的突破，采用小型化加速器中子源产生治疗中子束，在安全性和投资成本方面更具优势。”中子刀项目研究骨干张潇湘博士说。

科研成果转化，往往需要短则几年、长则十几年甚至几十年的基础研究沉淀。“做有用的科研”，解决“卡脖子”问题，让科技成果更好贴近民生、走进千家万户，是吴宜灿“凤麟核”科创团队孜孜以求的目标。

将先进中子及辐射输运技术扩展应用于放射治疗领域，这支团队历经30余年持续研发，已建立起包括精准计划、精准定位、精准照射、精准测评在内的“四精”放疗技术创新体系，研发了光子/电子、质子、中子等“麒麟刀”系列精准放射治疗产品。其中包括中国首个通过国家创新医疗器械特别审批的精准放射治疗计划系统，极大地改变了相关产品被国外垄断的被动局面。2022年10月，工业和信息化部、国家药品监督管理局发布的人工智能医疗器械创新任务揭榜入围单位中，凤麟核团队凭借“智慧化放射治疗计划系统软件”成为放疗行业唯一揭榜单位。

“我们瞄准国家需求和市场需求来研发产品。”吴宜灿说，科研工作得从“需求”中挖掘问题、提炼问题，从基础理论研究到技术突破，最终完成产品集成与市场应用。

更好激发科技人才创新活力

几天采访中，记者听到最多的便是“云光宝刀”一词。这颇具江湖侠气的名字，汇聚“凤麟核”团队研发的代表性产品——“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。

中子软件是核科学技术的核心载体，是核系统设计创新、安全评价的重要工具。很长一段时间以来，中子软件受制于人的局面让吴宜灿非常痛心，从1999年开始，他下定决心研发中国人自己的中子软件。如今，20多年过去了，“凤麟云”智能核科技软件已走出国门，在全球90个国家、1000余家核相关单位中获得应用认可。

据了解，吴宜灿带领团队已形成重庆、青岛、南京、合肥四大科技研发主基地辐射带动，安庆、济南等多个新基地快速建设的格局，几个基地的研究领域和产业布局各有侧重又互为补充。“选择不同的城市布局科研基地，需要从更长远的角度考虑。对于这几个城市来说，南京的营商环境很好，引才诚意十足；青岛拥有非常开放的城市文化，是创新产业面向国际的重要窗口；在重庆，我们则布局在西部科学城，那里的科创氛围十分浓厚，当地政府对创新的认识与我们一拍即合。”吴宜灿表示，产业发展更需要团队作战、多方多地联合，团队会围绕国家总体规划布局与当地特色产业，结合自身优势来布局几个基地的发展方向。同时，深度融合“研学产金”多方力量，通过这种创新模式，共同推动科技成果快速转化。

科技创新的关键在于人才。2022年11月，科技部等8部门印发《关于开展科技人才评价改革试点的工作方案》，在6省份和21家科研机构开展科技人才评价改革试点，破解人才评价“破四唯”后“立新标”不到位、评价方式创新不到位、资源配置评价改革不到位、用人单位评价制度建设不到位等突出问题。

“科技人才评价改革是一项系统工程，有赖于各方协同实施。要坚持‘破四唯’和‘立新标’相结合，继续将科技成果转化作为重要的评价指标，更好激发科技人才的创新活力。”吴宜灿说。