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张天爵:“加速”人生要坐得起冷板凳

2014/9/3 9:26:57 | 2338次浏览

    张天爵,中国原子能科学研究院串列升级工程部总经理、兼总工程师。长期从事回旋加速器物理与工程技术、核技术及应用等方面的研究工作。1996年被评为省部级中青年有突出贡献专家;1997年被评为中国核工业总公司十杰青年;1997年度被评为国务院政府特殊津贴专家;1997年入选国家“百千万人才工程”跨世纪学术技术带头人:2001年入选国防科技工业“511人才工程”学术技术带头人;2002年度获国家杰出青年基金,参与、主持的项目获国家科技进步三等奖1项,获国防科学技术进步奖等省部级科技奖13项。

  张天爵带领的回旋加速器团队登上了事业的一个山峰。近日,由他担任总工程师的串列加速器升级工程——世界首台100MeV(兆电子伏)、我国能量最高的质子回旋加速器首次出束。

  争取长达十年让项目艰难诞生,磨剑十年实现工程重大里程碑节突破,如今张天爵已经瞄准了下一个山峰:瞄准癌症治疗领域,立项开展230兆电子伏特同步回旋加速器项目。

  “从2008年开始通过国际合作,启动了800兆电子伏特高功率质子回旋加速器的关键技术研究。”张天爵说,这是自己的回旋加速器之梦,若能立项建设,10年内将让我国回旋加速器成为世界的领跑者。

  7万元纵向经费擎起大旗

  “串列加速器升级工程要立项了,正等你回来。”2000年底,当时在大阪大学任日本文部省COE客座教授的张天爵被恩师樊明武院士的一个电话改变了人生轨迹。之前他计划年底到美国工作、定居。

  “原子能院需要,回来不需要更多理由。”张天爵将原子能院比喻为“家”:家里有事需要出力,不会讨价还价、斤斤计较。

  1958年,我国第一台回旋加速器在原子能院投入运行,从那以后,这里已经逐渐成为国内加速器类型最多的综合性研制基地。

  张天爵与原子能院结缘于1984年,大学毕业被分配到原子能院工作时,院里正开始酝酿我国第三代回旋加速器,即30MeV(兆电子伏特)强流质子回旋加速器的研制,他参与了工程的主磁铁等主要设备的研制工作,并具体协助樊明武院士负责通用电磁场数值计算软件包的研发与应用。

  “虽然早有心理准备,但没想到会这么苦。”回国后的张天爵被任命为核技术所副所长,但面对的是没项目、没钱、没人的尴尬。

  2001年初,张天爵的团队只有5个人,当年账上纵向经费只有7万元。要建设这么大的工程,前期预研怎么办?

  为了生存,张天爵四处寻求经费,仅两年编写的项目建议书就达150万字。

  申请国家杰出青年科学基金时,张天爵不仅在方案上反复推敲,连每个句子都仔细斟酌。“这辈子从来没紧张过,就那次紧张了,答辩结束后我整个后背都湿透了。”张天爵说,紧张不是对技术不自信,而是成功与否对团队生存太重要了。

  2002年,张天爵获得了80万元国家杰出青年科学基金,成为我国加速器领域第一位“杰青”获得者。依靠基金支持,开始了实验室平台建设。

  加速器工程无疑是原子能院的一面大旗,但具体怎么举,是原子能院和张天爵需要做的一个抉择。

  关于加速器的发展,高能和强流是公认的两个主要发展方向。在此之前,原子能院关于加速器的发展定位于低能加速器。张天爵提出:原子能院应根据国家发展需要和自身技术优势,高举发展强流加速器的大旗,只有这样才能在国内外加速器领域占有一席之地。

  创新思路解难题

  百兆电子伏特回旋加速器主要突破了三个方面的关键技术:强流束流动力学和高精度的大型的磁工艺技术、高平均功率的高稳定度的高品质因素的高频系统、强流离子源和注入技术,难度很大。

  “要放弃的理由太多。”在张天爵看来,坚持的原因之一是装置建成后的科学目标。

  自上世纪50年代以来,大约每20年,原子能院都会推动我国的回旋加速器技术向前发展一大步。张天爵说,串列加速器升级工程建成后,由于其质子束流强度高,可进行多个方向的前沿科学研究,此外,它能开展的研究对人口与健康领域也有重要意义。

  但从事大科学工程建设,对人生而言是一项风险极高的投资,因为有可能为其投入一生却颗粒无收。

  张天爵一直记得美国布鲁克海文国家实验室的翁武忠先生对自己说的话:当你指挥整个团队,多少人、多少年为之奋斗时,自己内心却很清楚,在前面等待我们的不知道是什么结局。之所以记住,因为道出了他的心声。

  “做事情不要首先提一堆困难,要提解决办法,而且要用巧妙办法解决问题。”也许正因为这一点让张天爵的科研路走的更平顺。

  1996年,32岁的他被评为研究员,同一拨的多是60岁左右的老专家。日本文部省面向全球招聘客座教授,他事后才知道是从30多位各国“大牛”堆里竞争胜出的唯一名额。

  接受记者采访时,魏素敏博士一直陪同在场。她和记者聊起了自己2003年的一次经历,当时她刚到院里实习,被安排设计磁铁、计算有效长度。

  “我和张老师汇报时说,没有专业软件做不了。没想到他当时用excel表格,五分钟就算出来。虽然精度可能不是那么高,但一阶的精度足够用于初步确定设计方案了。”魏素敏说,这件事给自己印象特别深刻,并且对自己科研影响很大,“我学会了如何用手头的有限条件去实现工作目标。”

  张天爵至今记得,多年前工程中有个环节要测束流强度和束流截面,该测试是后续试验的基础。

  “设计人员和我说,由于同时测量多个物理量,采集数据的要求高,研制一套需要十多万经费。这对手头只有七万元纵向经费的我来说,这无疑是天文数字。”张天爵说,后来自己采用电位器定位,精度够了,一个法拉第筒既测流强又测截面,总共只花了几千块钱就解决问题了。说这话时他一脸得意,“要依靠创新思路解决问题。”

  “他干事特别专注,有那么一股韧劲、牛劲。”同事张平发印象深刻的是,在串列升级工程最缺人手的时候,一般人5点下班,张天爵经常工作到深夜十二点乃至凌晨一两点。

  打造“加速梦之队”

  魏素敏毕业于清华大学工程物理系,大三时在张天爵的“游说”下来原子能院实习,并最终正式加入这个团队。

  串列升级工程起步时,人才缺乏成为阻碍加速器事业加速发展的瓶颈。

  这些年张天爵每年都坚持到有相关专业的高校作报告“游说”:要来,十年后会成为领域内有影响力的负责人,但要有心理准备,十年内出不了成果,这成果不是简单的奖项、专利、论文,“评职称时我们团队每个人都能列出二三十篇高水平的论文。在这里要发论文很简单,不简单的是学到了什么东西、有什么创新性的想法、在科研和工程中创造性地解决了哪些技术问题。”

  十年下来,已经有30多名著名高校的优秀毕业生留在原子能院,张天爵将这个团队比喻为原子能院回旋加速器的“梦之队”,“2008年前后我经常讲,百兆电子伏特质子回旋加速器是由一堆学生弄出来的,因为我没钱,雇不起拿工资的正式员工。”

  对于年轻人培养,张天爵有自己的心得。

  魏素敏在大三的暑假在原子能实习了两个月,大四上学期,张天爵给她下了课程“菜单”,“因为原子能院开不了这些课,清华大学院系多,而且可以跨院系听课,给他们下个‘菜单’,就可以有针对性地学习了。”

  除了借用国内最好的教育资源,他还善于利用国外“智力”,请国外大牛来亲自带学生。

  “不是简单地请他们作报告,是让国外专家真正带学生做课题,带学生确实进入国际前沿,有些年度多达200人天的国际来访专家”张天爵强调。包括魏素敏在内的大部分年轻人,都先在国内接受知名专家来华的指导,然后再被交换到国外实验室学习。

  如今,在他的团队里,有不少年轻人30岁之前就独立承担起千万元量级的项目,并通过这些项目的锻炼迅速成长了起来。殷治国、姚红娟、杨建俊、魏素敏、贾先禄、安世忠,一批年轻博士像他当年一样,在国际舞台上开始展现才华,并成长为敢跟国外专家“叫板”的骨干。

  从没有项目,到把小项目做好、把大项目拿下;从最开始的5个人到现在的70人,张天爵的队伍在壮大,科研和工程建设能力在增强。

  “要给他们一个台阶往上走。”他经常对身边的年轻同志说:“在这儿,不怕没有项目、没有资金,怕的是你没有想法、没有能力。”