瞭望 | 做有用的科研打造國際中子名片——專(zhuān)訪(fǎng)中國科學(xué)院院士吳宜燦

中國科學(xué)院院士吳宜燦

中子具有穿透力強、對輕元素敏感和成分識別準等突出優(yōu)勢，因此可以被應用于高精度無(wú)損檢測、油氣與礦藏勘探、腫瘤的精準治療等領(lǐng)域

“鳳麟云”智能核科技軟件已經(jīng)走出國門(mén)，在全球90個(gè)國家，1000余家核相關(guān)單位，40余個(gè)國際重大核工程項目中獲得廣泛應用，成為一張國際名片

我們探索嘗試“研學(xué)產(chǎn)金”四合一科技創(chuàng )新模式。在這種新模式下建立人才與技術(shù)共同體、利益與文化共同體，以實(shí)現科學(xué)統籌和協(xié)同攻關(guān)

文 |《瞭望》新聞周刊記者 扈永順

中子科學(xué)是核科學(xué)技術(shù)的基礎，核技術(shù)產(chǎn)業(yè)屬于國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)，我國在核技術(shù)應用方面存在萬(wàn)億藍海市場(chǎng)有待拓展。

中子科學(xué)國際研究院院長(cháng)、中國科學(xué)院院士、國際核能院院士吳宜燦30余年來(lái)深耕中子科學(xué)領(lǐng)域，在中子理論與軟件、強流中子源、先進(jìn)核能系統等方面取得原創(chuàng )性突破，研究成果獲得國家自然科學(xué)獎二等獎、國家科技進(jìn)步獎一等獎及美國核學(xué)會(huì )聚變核能杰出成就獎、歐洲聚變核能創(chuàng )新獎等重要獎項，并擔任國際小型鉛基反應堆聯(lián)盟（CASLER）主席、國際能源署（IEA）聚變堆核技術(shù)（NTFR）技術(shù)合作計劃執委會(huì )主席、國際原子能機構（IAEA）顧問(wèn)專(zhuān)家等。他帶領(lǐng)的鳳麟核團隊被諾貝爾物理學(xué)獎獲得者卡羅·魯比亞評價(jià)為“世界公認的中子學(xué)領(lǐng)域引領(lǐng)者”。

“只有堅持做有用的科研才能使科技成果不再束之高閣、能夠經(jīng)世致用，切實(shí)將在中子研究上取得的成果轉化為服務(wù)國計民生的生產(chǎn)力?！眳且藸N在接受《瞭望》新聞周刊記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示。

中子科學(xué)與生活密切相關(guān)

《瞭望》：中子科學(xué)對普通民眾來(lái)說(shuō)是陌生概念，中子科學(xué)的研究?jì)热萃覀兩钣心男╆P(guān)系？

吳宜燦：中子的發(fā)現和應用是近代最重要的科技成就之一。歷史上與中子有關(guān)的研究工作催生了一批影響世界發(fā)展格局的技術(shù)和發(fā)明。人們形象地把中子稱(chēng)為核能系統的“靈魂”，可以說(shuō)中子研究是一把打開(kāi)原子核的“鑰匙”，是核科學(xué)技術(shù)的基礎，中子研究也是核能與核技術(shù)創(chuàng )新發(fā)展的源泉。

除了應用于核能，中子技術(shù)還有其他廣泛應用，比如中子具有穿透力強、對輕元素敏感和成分識別準等突出優(yōu)勢，因此可以被應用于高精度無(wú)損檢測、油氣與礦藏勘探、腫瘤的精準治療等領(lǐng)域。

在高精度無(wú)損檢測領(lǐng)域，中子照相能夠彌補X射線(xiàn)等無(wú)損檢測技術(shù)的不足，可實(shí)現物體深度部位的檢測，并能準確區分不同元素成分。

在油氣與礦藏勘探領(lǐng)域，中子測井的應用已貫穿油氣勘探與生產(chǎn)全過(guò)程，直接服務(wù)于油氣尋找、儲層評價(jià)、剩余油量動(dòng)態(tài)監控，為油藏增產(chǎn)作出重要貢獻。

在腫瘤的精準治療領(lǐng)域，被稱(chēng)為癌癥“第五療法”的中子治療，利用中子與腫瘤細胞中富集的硼元素發(fā)生特異性俘獲反應，會(huì )在細胞內產(chǎn)生短射程的α粒子和鋰離子次級粒子，這些次級粒子的射程僅有微米量級，與腫瘤細胞的直徑相當，可靶向殺死癌細胞，而周邊正常細胞幾乎不受損傷，特別適用于浸潤、轉移、多發(fā)、復發(fā)、無(wú)法手術(shù)、放療化療適應不良的腫瘤治療，目前已走向臨床應用。

《瞭望》：你是如何進(jìn)入中子研究領(lǐng)域并取得建樹(shù)的？

吳宜燦：進(jìn)入中子學(xué)領(lǐng)域可以說(shuō)是“誤打誤撞”。我高考化學(xué)分數考得比其他學(xué)科都高，于是決定報化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)。然而填志愿的時(shí)候，密密麻麻的專(zhuān)業(yè)讓我眼花繚亂，看到有個(gè)專(zhuān)業(yè)叫“核反應堆”，尋思有“反應”兩個(gè)字，感覺(jué)跟化學(xué)差不多。直到被西安交通大學(xué)錄取，我才知道“核反應堆”屬于物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)，我成了班上僅有的兩個(gè)直接報考該專(zhuān)業(yè)的學(xué)生之一。

隨著(zhù)學(xué)習深入，我逐漸意識到中子的重要價(jià)值以及在核科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要作用，決心攻讀西安交通大學(xué)研究生，從此走上了中子科學(xué)研究的道路。也就是在這里，我遇到了導師謝仲生教授，他是我國核反應堆物理領(lǐng)域的泰斗，也是我中子研究的領(lǐng)路人。他給了我無(wú)微不至的指導，細到公式推導和計算機編程他都要過(guò)問(wèn)，記得有一年大年三十和年初一我們倆還在教室討論數學(xué)推導。碩士畢業(yè)后，我考入中科院等離子體物理研究所攻讀博士，導師是核聚變領(lǐng)域著(zhù)名科學(xué)家邱勵儉研究員，我們提出了一種由聚變中子源驅動(dòng)的無(wú)長(cháng)壽命放射性廢料的清潔核能系統方案，同行專(zhuān)家認為這一成果顛覆了早期國際上關(guān)于聚變中子不能有效處置裂變核廢料的結論，為聚變技術(shù)的早期應用開(kāi)辟了新途徑。碩博求學(xué)期間取得的基礎理論成果更堅定了我繼續從事中子科學(xué)研究的決心。

后來(lái)我在德國卡爾斯魯厄研究中心（KfK）訪(fǎng)學(xué)，親身體會(huì )到了國外在中子學(xué)軟件方面對中國人的“封鎖”，深刻地意識到自主化核軟件的迫切，回國啟動(dòng)了我們自己的中子學(xué)軟件研發(fā)。當時(shí)我們團隊成員都很年輕，缺乏積累和經(jīng)驗，可借鑒的東西也少，但我們充滿(mǎn)激情，堅信外國人能干的事情我們也一定能干成。我們把100多萬(wàn)行程序代碼反復折騰了無(wú)數次，研發(fā)出了一體化核設計與安全評價(jià)軟件系統，不僅打破了國際壟斷，功能上也超越了國際權威軟件。

為了使更多的中子科學(xué)研究成果從理論走向應用，我和團隊在中子源技術(shù)研究方面也開(kāi)展了大量的工作，幾乎從零起步去挑戰世界第一。中子源技術(shù)難度大，通過(guò)不斷試錯、不斷驗證，最終攻克技術(shù)瓶頸，成功研制出大型穩態(tài)氘氚中子源科學(xué)裝置，世界同類(lèi)型裝置中我們的源強是最高的，獲得了國際同行的高度關(guān)注和認可，發(fā)展的中子源技術(shù)也成為我們產(chǎn)業(yè)應用的核心技術(shù)基礎。

一路走過(guò)來(lái)我經(jīng)歷了不少痛苦磨難和不被理解，也獲得了極大肯定和鼓舞，這段經(jīng)歷讓我堅信任何事業(yè)只要堅守初心、保持定力，秉承“一頭扎進(jìn)去”的信念，必然會(huì )有所收獲。

堅持做有用的科研

《瞭望》：你帶領(lǐng)鳳麟核團隊研發(fā)了“云光寶刀”四類(lèi)產(chǎn)品，目前這些產(chǎn)品取得哪些突破和應用？

吳宜燦：我們這批科技工作者是幸運的，恰逢國家高度重視科技創(chuàng )新的時(shí)代。團隊成立之初，我們就明確不以只看重論文、專(zhuān)利等方式衡量科研成果，我們將科研方向定位在“有用”，研究成果必須具有應用前景，能夠對社會(huì )發(fā)展產(chǎn)生貢獻。我們自主研發(fā)了以“鳳麟云”智能核科技軟件、“中子光”精密核探測裝備、“核電寶”先進(jìn)核能系統、“麒麟刀”精準放射治療系統為代表的“云光寶刀”系列創(chuàng )新技術(shù)。

目前，“鳳麟云”智能核科技軟件已經(jīng)走出國門(mén)，在全球90個(gè)國家，1000余家核相關(guān)單位，40余個(gè)國際重大核工程項目中獲得廣泛應用，成為一張國際名片。在精密核探測裝備“中子光”方面，我們完成了國際首臺高分辨率智能中子照相機研發(fā)，已應用于航空航天設備檢測、動(dòng)力電池檢測等領(lǐng)域。在先進(jìn)核能系統“核電寶”方面，我們建成了國際領(lǐng)先水平的十兆瓦級車(chē)載核電寶工程集成模擬試驗樣機、兆瓦級空間核電寶集成原理樣機。在精準放射治療系統“麒麟刀”方面，研發(fā)了我國首臺套自主知識產(chǎn)權中子精準腫瘤治療臨床裝置“中子刀”，發(fā)布了我國首套中子精準腫瘤治療計劃系統，首臺產(chǎn)品已落戶(hù)山東大學(xué)齊魯醫院。

《瞭望》：將中子研究做成了具體產(chǎn)業(yè)，這一過(guò)程需要做哪些轉變？

吳宜燦：做有用的科研是指需求驅動(dòng)，而不僅是好奇驅動(dòng)。所謂有用，是國家需要、社會(huì )需要、市場(chǎng)需要，更是老百姓需要?？蒲泄ぷ鲝男枰刑釤拞?wèn)題，從基礎理論源頭創(chuàng )新，再到技術(shù)攻關(guān)與突破，最終到產(chǎn)品集成與市場(chǎng)應用。因此，做有用的科研不是僅將個(gè)人興趣視為科學(xué)研究工作的驅動(dòng)力，評價(jià)科研成果水平的標準也不是論文、職稱(chēng)、學(xué)歷、獎項。

除了轉變觀(guān)念，還需要創(chuàng )新模式和機制。我們探索嘗試一條新的發(fā)展路徑和模式——科研院所、高等院校、高科技企業(yè)、金融資本等多元深度融合的“研學(xué)產(chǎn)金”四合一科技創(chuàng )新模式。在這種新模式下建立人才與技術(shù)共同體、利益與文化共同體，以實(shí)現科學(xué)統籌和協(xié)同攻關(guān)。

前面提到的“云光寶刀”進(jìn)展就是在這種科技創(chuàng )新模式下取得的成績(jì)。自2020年6月全面嘗試新的科技創(chuàng )新模式以來(lái)，短短兩年時(shí)間里，團隊在青島建成了十兆瓦級車(chē)載核電寶工程集成模擬試驗樣機，研發(fā)成功國際首臺高分辨率智能中子照相機。這樣的進(jìn)度在過(guò)去是難以想象和企及的，分析其背后原因：一方面，我們有一支凝聚力強而富有戰斗力的隊伍，在長(cháng)期科研實(shí)踐中實(shí)現人才與技術(shù)深度交融，這支隊伍也在長(cháng)期合作中形成了共同的利益和文化認知；另一方面，有效整合了各方資源優(yōu)勢，比如科研院所在基礎研究方面有特長(cháng)、高等院校在人才培養方面有優(yōu)勢、企業(yè)在市場(chǎng)認知方面靈敏度高，以及金融資本的賦能作用。

在青島建成的十兆瓦級車(chē)載核電寶工程集成模擬試驗樣機（2021年8月19日攝） 受訪(fǎng)者供圖

暢通科技成果轉化流程

《瞭望》：你對提高科技成果轉化率和破解科技成果轉化難有何建議？

吳宜燦：讓實(shí)驗室的科研成果切實(shí)服務(wù)于民生，需要科技成果轉化。目前仍存在多方面挑戰：

一方面，關(guān)鍵領(lǐng)域原創(chuàng )科技成果產(chǎn)出少。長(cháng)期以來(lái)，美國一直對中國實(shí)施中子及核技術(shù)封鎖，涉及中子輸運模擬軟件、中子源、中子管、其他核相關(guān)技術(shù)等國計民生相關(guān)的領(lǐng)域。中子技術(shù)應用需立足自主創(chuàng )新，實(shí)現科技突破。

另一方面，在中子科學(xué)技術(shù)向產(chǎn)品轉化過(guò)程中，還存在科技成果轉化率低、轉化過(guò)程遲緩的問(wèn)題?？萍汲晒D化難，究其實(shí)質(zhì)在于創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的脫節。過(guò)去的科研實(shí)踐中，科研院所、高等院校等作為科學(xué)技術(shù)供給方，被稱(chēng)為創(chuàng )新鏈；高科技企業(yè)、金融資本等作為科學(xué)技術(shù)需求方，被稱(chēng)為產(chǎn)業(yè)鏈。長(cháng)久以來(lái)，創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈是相對孤立的，兩個(gè)鏈條之間通過(guò)專(zhuān)利轉讓、許可、作價(jià)投資等形式實(shí)現聯(lián)動(dòng)。但是專(zhuān)利屬于無(wú)形資產(chǎn)，評估和交易過(guò)程無(wú)疑存在多方博弈，實(shí)現其價(jià)值難度很大。換句話(huà)說(shuō)，專(zhuān)利是依附于發(fā)明者的，人才是第一資源，若不能實(shí)現人才資源向企業(yè)等科技創(chuàng )新主體高效有序流動(dòng)，創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動(dòng)就難以實(shí)現。

在過(guò)去的人才評價(jià)導向中，并未體現和強調科學(xué)技術(shù)向應用方面的轉化。目前國家已經(jīng)開(kāi)始改變這種科技成果評價(jià)導向和人才價(jià)值觀(guān)，意在全面激發(fā)科技成果向生產(chǎn)力轉化的活力。比如國家在人才評價(jià)方面“破四維、立新標”，加快建立以創(chuàng )新價(jià)值、能力、貢獻為導向的科技人才評價(jià)體系，試點(diǎn)賦予科研工作者科技成果所有權和長(cháng)期使用權等。下一步需要科技管理部門(mén)配套出臺更加系統和具體的落實(shí)細則，并加強對基層單位落實(shí)政策力度的檢查，加大獎懲力度，能督促科技政策有效執行?！?/p>