刘岩松 舒鹏
当今,全世界几乎16%的电能是由441座核反应堆生产的,而其中有9个国家40%多的电力生产来自核能。可见,核能已经成为现代能源的一个重要组成部分。而我国作为能源需求大国,更需要大力发展核电,以解决电力的紧缺和减少环境污染。然而,核电站的安全性和经济性与先进的设计、可靠的制造、精心的施工和严格的运行管理密不可分,而制造设备所用材料的可靠性与先进性又是最根本的问题。在压水堆核电站中,锆合金是用来做核燃料包壳的一种重要材料,它将放射性的核燃料与外部冷却水隔离,起到保护燃料、避免核燃料中的裂变产物外泄,同时还可以将核裂变产生的热能导入高温高压水中,是保证核电站安全运行的第一道屏障。
作为我国核材料和核燃料元件领域著名的科学家和学科带头人之一,上海大学材料研究所研究员周邦新院士介绍说,“目前,我国大部分核电站所用锆材都依赖进口,或者是从国外购买专利后在国内生产。一座1000 MW级的核电站装入首炉核燃料时就需要大约30吨锆材,而且每12~18个月就要更换三分之一的核燃料组件。为满足这样的需求量,打破国外技术垄断,研發具有自主品牌的锆合金,全面实现国产化迫在眉睫。”为此,他以技术首席的身份带头展开了“锆合金关键基础研究”项目,并致力于该研发成果的推广和转化。
开拓进取,用科技打造中国品牌
作为新中国培养出来的优秀科学家,周邦新自1956年从北京钢铁学院毕业以来,便先后在中国科学院物理所、金属研究所等科研单位工作,并长期从事核燃料及核反应堆用关键材料的研究工作,还组建了当时国内唯一以核燃料与材料研究为主的国家重点实验室,多次主持和参加了高难度科研项目的攻关工作,取得丰硕成果。
1998年,周邦新调入上海大学,他将重心转向培养人才和建立科研团队,不仅组建了核材料研究实验室,与材料学院几名教师共同倡议,成立了上海大学分析测试中心,并建立起一支高素质科研队伍。
为了打造中国自主品牌的锆合金材料,周邦新院士在2005年到2007年间结合国内的需求,联合了国内有关单位,积极策划申报了国家973项目“核动力堆用锆合金关键基础研究”。先后经过顶层设计,项目、课题、专题的层层开题论证,年度进展汇报,中期检查,专题、课题、项目的层层结题验收答辩,历时3年多时间,最终于2010年通过结题验收。
当然,该项目取得成功是通过国内六家单位的强强联手和优势互补的合作方式进行的。六家单位整合到一起,分工明确,资源共享,各自发挥着优势和特色。该项目分两个课题,八个专题,二十九个子专题开展工作,课题一的大部分研究内容由上海大学负责。
当然,任何科研成果的获得都是需要付出诸多的努力。仅在申请立项后的第一年里,中国核动力研究设计院、上海大学、西北有色金属研究院、重庆大学、清华大学、北京原子能研究院等六家合作单位的课题组几乎每月都要去成都开协调会,协调相互之间的分工和合作,协调合作工作之间进度的衔接,花费了不少精力。周邦新院士为了节省会议时间,经常提议中午在会议室一起吃盒饭。在汇报材料的前期准备中,由于参研单位多来自全国各地,所以大家需要提前几天到某一指定单位,先进行材料的汇总,周院士经常熬到深夜听取汇报,对汇报材料反复修改后,课题组再连夜将材料改好,第二天一早再送给周院士审查。课题组主要骨干姚美意老师介绍说,她参加过许多项目,该项目是最累人的。许多年轻教师也说,周院士做事非常认真,课题组其他人都熬不过他。在课题进行的3年多时间里,不知经历了多少这样的夜晚,遇到了多少紧急而需要及时处理的事情。
通过合作单位及参与人员的共同努力,经历了3年多时间,课题组最终达到了预定的目标,顺利通过了答辩验收。在完成该课题的同时,也提升了我们在锆合金基础领域研究的实力,为开发我国自主品牌的锆合金打下了基础。如今,课题组已经申请了多项锆合金方面的专利,已授权的有3个。该项目于2011年获“国防科学技术进步一等奖”,2012年又获得“国家科技进步二等奖”,周邦新院士为该获奖项目第一完成人、姚美意为第八完成人、上海大学为第二完成单位。
再接再励,促进锆合金国产化发展
如今,“锆合金关键基础研究”项目所取得的科研成果正在向着纵深方向发展。在该项目研究成果的基础上,他们科研团队又获得了数种性能更加优异的新成分锆合金,并继续朝着推广应用的科研程序方向前进,可望在发展具有我国自主知识产权的锆合金方面取得进一步的成果。
随着开发具有自主知识产权的锆合金品牌日益迫切,以及先进核电站发展对核燃料元件包壳材料锆合金性能要求的不断提高,周邦新他们课题组又面临着新的任务和挑战。为此,他们进一步加强了与中国核动力研究设计院在发展锆合金方面的合作,同时也参与了由国核锆业股份公司牵头的大型先进压水堆重大专项项目。他们在开发新锆合金的科研工作上,与国内三大核电集团都有密切的合作,这使得他们的科研工作能够与我国核电事业的发展更紧密地联系。
对于获得国家奖这件事,周邦新院士显得很淡然:“能够获奖我们当然很高兴,这既是对我们工作的肯定,也可引起人们的重视,可以更好地推动锆合金的后续研发工作,但我们获奖真的不值得大力宣传。说真的,那些从事过多年科学研究的科技工作者,都曾取得不少的成果,因为各种原因错过机遇而没有获奖,但他们在科研战线上同样也付出了很多的精力,为科技的发展做出了默默无闻的奉献。”
“锆合金关键基础研究”项目不仅是一项科研工作的品牌,也是一个培养人才的平台。通过该项目的研究过程,不仅提升了我国锆合金的研究水平,也培养了一批研究生,为全国各地核电站、锆合金科研和生产单位输送了人才,这也是他们科研团队的一份贡献。
德艺双馨,毫无保留育英才
一个人只有把自己和集体融合在一起的时候,才会拥有最强大的力量。周邦新院士严谨的治学风格、慎密的逻辑思维、谦逊平和的人格魅力,为团队创造了良好的学习研究氛围。在他的影响下,课题组的老师既是良师,亦是益友,浓郁的科研氛围、融洽的师生关系,让学生热爱科研,乐于奉献。
另外,作为博士生导师,周邦新院士对招收学生的标准也很与众不同,他一年只招收一至两名博士生,并且招收标准并不是论文发表数量,而是学生是否踏实肯干、基础是否扎实、是否适合这一领域、以后是否有致力于科研的想法。他的学生李慧是上海大学2006级硕士生,2009级博士生。“多年来他坚持早上七点多到办公室,然后去实验室走一圈,有时甚至亲自做实验。周老师虽然年事已高,但是他对学生的实验数据、论文,却丝毫不马虎。”李慧说:“读博期间写论文需要周老师修改,即使周老师开会特别忙,也能在两三天内就收到他的回复,而且文档上记录下的修改时间往往是在凌晨三四点。”2009年,周邦新指导李慧的论文时,小到一个标点符号乃至语言逻辑问题,都会标注得清清楚楚。
另一位学生王锦红也表示:“周老师经常出差,白天没时间帮我们修改论文,为了不影响我们按时毕业,他经常凌晨起来修改。记得周老师在我的小论文上进行批改的时间是凌晨2点21分到凌晨5点07分,让我感动不已。他改完的论文上面密密麻麻都是批注,连一个标点符号也不放过,周老师改过的多版论文至今仍存在我的电脑里,它时刻鼓励鞭策自己。周老师教给我如何做人做事,他爱岗敬业的精神值得我一生去学习。”
多年来,周邦新院士一直关心并提携年轻人,给年轻人创造机会。他不仅为学生提供了很多参加学术会议的交流机会,让学生在准备学术会议报告以及作报告过程中锻炼各方面的能力;也让学生逐渐熟悉研究领域内的著名学者,为以后他们走上工作岗位后的科研工作打下基础。
一点水能折射出太阳的光芒,一件件小事能反映出人的品质。如今已到耄耋之年的周院士已经成为人们心目中的一个榜样,他不但具有坚实的理论基础和丰富的实践经验,而且有实事求是、精益求精的科学态度。他曾十七次荣获国家、部、省等颁发的各种荣誉称号。他的可贵之处在于他从国家的需要出发,以开拓创新的精神带领一个团队不断奋进,为科学的发展做出贡献。他的身上传承着老一辈学者的自律、谦虚、严谨、敬业的优良作风,他以执着的追求引领青年人走向学术前沿,他以宽广的胸怀培养人才形成研究合力,他以朴实善良的品质全心全意地奉献科学,他以学术成就和人格魅力赢得了学生们的敬重,更为我们实现共同的“创新强国梦”注入了力量!
周邦新,男,1935年12月生,核材料、核燃料元件专家,江苏省苏州市人。1956年毕业于北京钢铁学院金相及热处理专业,1965年至1967年在英國Newcastle、Cambridge大学进修。曾工作于中国科学院物理研究所和金属研究所、中国核动力研究设计院,现为上海大学材料研究所研究员。多年从事核材料及核燃料的研究工作,解决了核工程中有关材料方面的不少关键性难题和生产中的质量问题。组织领导了研究堆用低浓铀板型燃料元件的研究和国内首批生产,获国家科技进步一等奖;近30多年对锆合金及其腐蚀性能进行了系统研究,并获得了国家科技进步二等奖。1995年当选为中国工程院院士。