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用中子技术助推国内关键产业突破

发布时间:2019-12-13 04:22:03 编辑:笔名

今年春节假期,在位于东莞的中国散裂中子源,科研人员和工程技术人员没有休假,有的甚至24小时在岗值班。经过十年规划建设,这台国内在建的大科学装置即将迎来的验收,各部分的调试准备已经进入倒计时。

对于广东(东莞)材料基因高等理工研究院院长张书彦来说,为这一天她已经等待了数年时间。作为国际知名的谱仪科学家、材料与残余应力研究科学家,张书彦今年将与中国散裂中子源合作建设一台工程材料衍射谱仪,这将成为她打造国际材料研究院过程中,迈出的关键一步。

30岁入选“首席科学家”

张书彦1982年出生在深圳,2008年从牛津大学博士毕业,进入了英国的国家实验室基地——卢瑟福实验室的散裂中子源开始博士后工作。仅仅4年后,她就凭借过硬的科研实力,以及在中子技术的工业应用方面的突出成绩,入选英国散裂中子源首席科学家。

散裂中子源装置相当于一台“超级显微镜”,可以为物理学、纳米科学、生命科学、化学、材料科学等众多前沿学科提供检测研究平台。在英国工作期间,张书彦一直从事中子成像技术、材料与大型构件三维应力分析等研究。

在英国散裂中子源,她所负责的用于材料观测的Engin—X谱仪是世界上技术的工程谱仪之一。主持该谱仪期间,她不仅牵头研发了3项的创新测量技术,并且还成功将工业应用率从15%提高到了70%。

Engin—X谱仪的广受欢迎使张书彦想到,如果能通过和其他研究机构合作,建立一个包括中子测量技术在内的具有多种测量手段的材料研究院,这在全世界来说都会是一项创新之举。就在此时,正在建设中的中国散裂中子源工程进入了张书彦的视线。

2016年3月,张书彦放弃在英国的优厚条件,举家回国。她得到东莞市的资助,在松山湖高新区创办了广东(东莞)材料基因高等理工研究院,开始走上“科技报国”之路。

争取3年完成工程材料谱仪建设

散裂中子源工程和谱仪等设备的建设周期长,张书彦回国时,项目距离真正投入使用尚需时日,但她并没有因此而闲下来。研究院建立之初,采取“边建设、边做项目、边运行”的方式,一方面积极寻找合作用户,一方面利用英国散裂中子源装置进行材料检测和人才队伍锻炼,以便将来中国散裂中子源工程建成后可以更快实现产业化应用。

在此期间,张书彦还推动研究院与英国科学技术设备理事会、英国公开大学共建国际应力工程中心。该中心建成后,将成为世界上测量方法多、测量样件、测量深度深的应力测量机构,可以在航空材料开发、大型工程构件检测等方面发挥巨大作用。

今年春节后上班天,张书彦就开始和研究院的科研人员们探讨工程材料衍射谱仪的终设计方案。“去年谱仪的整体设计已经完成了,今年就要动工。”张书彦表示,研究院今年有几个非常重要的任务,其中一项就是谱仪的开工,争取用3年时间完成建设。

对于散裂中子源应用的前景,张书彦也非常有信心。2016年,研究院就已经与中广核签订了合作协议,共建核电应力工程技术研发中心。在国内,核电站延寿已经列入各大核电集团的重点工作领域。利用研究院的资源,有望将我国41台设计寿命为40年的二代核电站的运行寿命延长至60年,由此增加的发电直接收益将高达约2.4万亿元。

张书彦表示,自己对东莞规划的中子科学城非常期待,她从英国回到东莞的这两年,见证了东莞一系列科技创新的蜕变。从散裂中子源建成,再到材料科学与技术广东省实验室在东莞落地,这一系列举措都为科研人才提供了一个很大的施展舞台。

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