中国梦·劳动美 ⑦|广东省五一劳动奖章获得者王生:围绕散裂中子源,打造世界级研究中心
东莞+ 2024-05-29 16:11:03

“很荣幸获得广东省五一劳动奖章这一荣誉称号。这个荣誉是对中国散裂中子源整个团队的肯定和认可。未来,中国散裂中子源将牢记使命,勇于担当,围绕中国散裂中子源打造世界级的基于大科学装置的研究中心。”中国科学院高能物理研究所副所长、中国散裂中子源二期工程总指挥王生表示。

作为中国散裂中子源的主要负责人,王生在工程的建设中发挥了重要作用,为中国散裂中子源按期通过国家验收,稳定、高质量运行作出了突出贡献。同时,王生带领团队攻克关键核心技术难关,完成了二期工程建设的全部预研工作,为二期工程顺利建设奠定技术基础。

束流功率提前一年半达到设计指标

2002年,在日本散裂中子源做访问研究两年后,王生回到中国科学院高能所,此时正好是中国散裂中子源逐步开始实质性设计研究的阶段。

“当时我们国家正在推进散裂中子源的相关工作。我去日本散裂中子源访问研究,就是学习掌握国外先进的技术经验,为中国散裂中子源的建设提前做好准备。”王生回顾2年多的国外工作经历时表示。

随后的10余年间,王生在高能所继续从事强流加速器研究,并于2013年从北京来到东莞,把全部精力投入到中国散裂中子源的建设之中。

中国散裂中子源是中国第一台、 世界第四台脉冲型散裂中子源。该装置由上万台套设备组成,涉及到几十个不同的专业领域,而当时国内在强流加速器方面设计和研究工作都相对薄弱。

“中国散裂中子源的高能强流质子加速器,涉及众多领域的世界前沿科技,从加速器物理设计到大量关键技术研发,在国内都是第一次。”王生表示。

大型加速器工程建设,可以分为物理设计、硬件设备研制和束流调试三个阶段。物理设计是龙头,决定了整台装置的水平和指标的上限,硬件设备研制决定了工程的建设质量,束流调试最终决定整个工程的成败。

据悉,物理设计不仅需要大量的理论设计和模拟研究工作,还需要充分了解现有国际和国内各种设备技术水平,结合最终目标需求,完成科学的设计,提出合理的硬件设备指标,保证最终物理设计指标的实现。这是一个反复迭代的设计过程。

王生带领团队通过大量方案设计优化比较,确定了中国散裂中子源采用较低能量的直线加速器加快循环同步质子加速器的设计方案,造价低且易于升级,以很小的代价保留了束流功率提升5倍的能力,为保证中国散裂中子源的科学寿命和长期保持世界先进水平打下了坚实的基础。

工程达到验收指标,只是万里长征走完了第一步,要达到工程设计指标,还要在验收指标10千瓦的基础上,把束流功率提高十倍达到100千瓦。

在保证正常开放运行的情况下,王生和团队科学安排束流调试,分阶段提高束流功率,并于2019年除夕使束流功率提高到50千瓦;2020年2月,束流功率达到了100千瓦,比计划时间提前一年半达到设计指标,为中国散裂中子源的高效运行作出重要贡献。

为加快实现我国高水平科技自立自强贡献力量

中国散裂中子源一期项目取得丰硕成果。截至目前,中国散裂中子源已完成1500余项(含港澳台地区及国外100余项)用户实验课题,涵盖了能源、物理、材料、工程等多个前沿交叉和高科技研发领域,在航空航天关键部件应力检测、锂离子电池、太阳能电池结构、稀土磁性、新型高温超导、功能薄膜、高强合金、芯片单粒子效应等重点领域取得了一批科技创新成果。

由于散裂中子源取得丰硕的成果和强烈的用户需求,2024年1月,中国散裂中子源二期工程启动建设。相比于一期工程,二期工程加速器打靶束流功率将从一期的100千瓦设计指标提高到500千瓦,同时新建9台中子谱仪和国内第一台缪子实验终端和高能质子实验终端,谱仪数量将增加到20台。

一项大科学装置的建设,技术预研工作是最重要的环节。“目前,二期工程的预研工作在动工之前已经全部完成,并攻克了多项关键技术。”身为二期工程总指挥的王生表示。

目前,中国散裂中子源二期工程已经在关键技术预研方面取得重要进展,国内首台高功率高梯度磁合金加载腔已正式投入运行,P波段大功率速调管顺利通过验收。此外,中子探测器、中子导管、中子极化器的研制也取得了突破,为中国散裂中子源二期工程的成功建设奠定了坚实的技术基础。

“我将和团队一起持续推进二期工程建设,为粤港澳大湾区科技发展和产业升级提供重要支撑,为加快实现我国高水平科技自立自强贡献力量。”王生表示。

同时,作为南方先进光源项目负责人,在完成中国散裂中子源任务的同时,王生带领团队,积极开展规划、设计、预研和项目前期的准备工作,为解决先进光源的关键技术自主化问题,提出了关键项目的预研计划,以期大力提升我国相关技术的自主化能力。

文字:张华桥 图片:苏祖洪 视频:苏祖洪 编辑:符德明