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【中国青年】从荔枝林到“国之重器”
文章来源:  |  发布时间:2020-07-10  |  【 】 【打印】 【关闭】  |  浏览:3035次

2010年之前,广东省东莞市大朗镇水平村还是一片荔枝林,如今这里已是“国之重器”的所在地,我国首台、世界第四台脉冲式散裂中子源正坐落于此。
    散裂中子源被称为超级显微镜,是可以用来探索微观世界的一个工具。中国散裂中子源(简称CSNS)致力于解决面向世界科技前沿、国家重大需求、国民经济主战场等问题,是粤港澳大湾区的核心大科学装置。
    从1999年科学家们提出建设CSNS的设想,到2018年8月CSNS项目正式通过国家验收,再到2020年2月28日成功实现100kW(千瓦)设计指标运行,历时20年。这背后是一支年轻化、高素质的人才队伍,今年五四青年节到来之际,成立于2007年的中国散裂中子源建设团队荣获了第24届“中国青年五四奖章集体”称号。
   
    团队作战,锐意创新
    2020年2月28日,中国散裂中子源打靶功率达到100kW设计指标,比原计划的三年,提前一半时间完成了任务。
    中国科学院高能物理研究所副研究员黄明阳终于松了一口气,他在加速器物理组主要负责注入引出系统的物理设计。散裂中子源的加速器主要分为两部分,一个是直线加速器,另一个是环形同步加速器,黄明阳负责的注入系统是把两个加速器连在一起的衔接部分,将直线加速器的束流注入环形加速器里面,来进行累积、加速;而引出系统是将束流从环形加速器引出来打靶产生中子。
    自2月3日起,黄明阳和同事在做好严格防疫措施的前提下,开始进行加速器束流提升攻坚战。调束工作24小时不停歇,调束人员共分为4组,日夜排班,两天一个班,终于在2月28号圆满完成任务。
    这不是他们第一次冲击100 kW 。
    2018年8月,CSNS项目正式通过国家验收,当时的束流功率是20kW左右,验收后的目标是提高到100kW。2019年初,中国散裂中子源打靶功率达到50 kW。此后在2019年一整年间,黄阳明和同事进行了多次集中调束,每次调需要大概半个月到一个月,并不是每一次都能达到目标。他们的工作围绕着解决理论和实际之间的偏差问题展开,任何一个细节都可能影响最终的结果,包括仪器本身就会受到天气、温度等影响。
    很难用言语形容那一天大家有多高兴。黄明阳说:“从设计的角度来讲,最高兴的是设计的东西变成了现实,毕竟这是一个长期的过程,前面花了好多时间,积累好多经验,才做成了。”
    这个“长期”是以数十年来计数的。2010年7月,从北京师范大学完成本硕学业之后,黄阳明加入了中国散裂中子源建设团队。这个选择不难做,他是福建泉州人,比起北方,广东有他熟悉的生活环境,当然更主要的是“年轻人能做比较前沿的东西感到很兴奋”。
    与他同行的人很多。接受《中国青年》记者采访时,黄明阳的第一句话是:“我只是我们中国散裂中子源一个普通的职工。” 大科学装置下系统极多,涉及各种专业,用黄明阳的话说,大家属于团队作战。“不管是做计算,还是做模拟,或者在中央控制室进行调试,大家都是在默默地做事,每个人负责一小块,合起来才达到一个整体。”
    相比于十年前,黄明阳现在的工作多了,压力也大了,但是工作状态没有太多变化,“搞科学基本上是属于持之以恒的。做事嘛,主要还是自己多花点时间,多做点事,技术骨干也是慢慢地从年轻人发展起来的。”
    CSNS预留了未来升级到500kW的空间。这是什么概念呢?黄阳明举了一个简单的例子,假设用100kW的装置做实验需要五天,如果提到500kW,只需要1天。
    “提高功率,才能满足更多的需求。其实这个项目做好了之后才是开始,用户需要做实验,需要有产出,我们就要进行维护,解决技术难题,进行更新。”

    用汗水谱写无悔青春
    2017年11月1日,CSNS进行联合调试,中国散裂中子源通用粉末衍射谱仪成员陈洁和同事一起在散射室里进行调试。晚上十点,当他们看到标准样品的衍射谱出来时,所有人都难掩兴奋,大叫起来,欢呼声甚至吸引来了其他工作人员的围观。
    “做大科学工程还真是要坐得住冷板凳。我们用8到10年的时间来搭建一个仪器,当它成功运行的时候,你可以想象我们当时的感受。”
    CSNS选址在东莞,在工程建设的前几年,还不具备办公和住宿条件,大部分人先在北京异地工作。2013年,单位集中组织北京的同事来到东莞园区参观,那是陈洁第一次到工程现场。“在山脚下,周围是荒地和农村,路上连车辆都很少见到,更不用说商店超市了。”等到整体搬过来的时候,食堂还没有完全建好,同事们就在附近的东莞理工学院的食堂蹭饭。
    现在回忆起这些,陈洁只当是趣事。当初通过招聘决定要来的时候,他就已经做好了准备。
    2010年,陈洁完成中科大和斯坦福大学的联合培养项目,取得博士学位。身边不少人建议他继续在国外学习或工作,但他选择回国实现自己的价值。这当中甚至没有过什么纠结,对陈洁而言,加入中国散裂中子源建设团队,是机缘际会,也是顺其自然。 
    当时在通用粉末谱仪(GPPD)小组,小组负责人何伦华三十出头,其他的几个组员和陈洁是同龄人,这是一个年轻的团队,大家风华正茂,劲头十足。
    CSNS在中国毕竟是第一次建,很多事情对于大家来说都是头一次。参加工作以后,陈洁既要参与谱仪的物理设计工作,也要参与部件的研发,包括外出调研、讨论技术方案的可行性、招标等等;除此之外,他还需要参与谱仪的各个部件及合成之后的调试和运行。
    “现在想想几乎是全程都参与了。从一片空白到能够在国际上发出我们自己的声音,设计得到国际同行的认可和赞赏,甚至是借鉴。对我来说,这也是一个学习和成长的过程。” 
    大型科研装置建设是一个复杂的系统工程,CSNS下分了许多专业组,每组将各自的仪器设备做出来之后再组合在一起运作。仅一条谱仪部件,就有上百个零部件,要让所有设备叠合在一起工作,这中间涉及大量的协调工作,非常考验团队协作能力。
    对此,陈洁感受特别深刻。2016年底,他到绵阳参加GPPD谱仪部分系统带束联调工作。一下飞机就直奔工作现场,然而调试工作却不顺利,鼓捣半天也没有出现预计的指标,大家都出了一身冷汗。
    “团队里都是年轻人,有话就直说,有问题摆出来,我们当时就先冷静下来,一项项地排除问题,从硬件到软件,再到整体的系统调试,真的是在一起说着说着就把问题解决了。”
    经过两天两夜的通宵实验,反复核对各个部件的状态,当标样的衍射峰出现在监视器上时,大家都松了一口气。经过了这一次的锻炼,陈洁更加明白系统和系统之间如何进行协作,也逐步形成了团队的工作模式。有问题就坐下来讨论一下,一两个人讨论不清楚,再加几个人,把问题讨论清楚之后,再去解决问题。
    在斯坦福大学的一年里,陈洁接触了许多用户,他深刻认识到,建设大科学装置,始终还是要为科学服务。因此,在谱仪建设期间及运行工作中,他们一直有针对性地培养国内重点用户和潜在用户。 
    陈洁介绍,国外类似的装置在建成之初的1~2年内都还在调试,不会有太多的科研产出。CSNS从2018年运行到现在不到2年,GPPD团队已经顺利完成近90项用户课题研究,多项用户实验成果已在Science、Nature Communication、Advanced Materials等一流科学期刊上发表。这充分表明GPPD性能优良,运行稳定,这在国际上都是罕见的。
    现在,除了肩负GPPD的日常运行,陈洁还承担了能量分辨中子成像谱仪的设计建造工作,并参与了南方光源的一些预研工作。因此,他在外奔波和早出晚归都是日常,不分节假日,只要需要,随时随地上岗工作。今年受到疫情影响,许多用户无法来到现场,他们还是坚持运行,通过用户邮寄来的样品来完成实验。
    陈洁的角色也发生了转变,从参与团队的工作到带领一个团队。每当看到新招进来的成员那股干劲,陈洁仿佛看到10年前的自己。
    “小时候就觉得科学研究工作很高尚,令人向往。上了大学以后,这个梦反而漫漫淡了,因为意识到了不是每一个人都有机会能参与其中。没想到毕业之后我能够从事科学研究工作,挺令人高兴的。”
回顾10年的工作历程,陈洁最大的感受是,“我觉得还是要吃苦耐劳,能多干就多干,能苦干就苦干,趁着年轻,不去计较得失,扎扎实实地做自己的工作,至少是不后悔。”

    特别能吃苦,特别能战斗
   大科学工程建设,需要好的平台作支撑。黄金书做的就是打基础的工作。从2009年至2018年,他是CSNS水冷系统负责人,组织领导CSNS水冷系统建设和通用设施安装调试工作。
    如果说许多技术人员第一次看到的是未完工的园区,黄金书第一次到现场看到的则是一片泥泞。在南方多雨的天气里,工地建设热火朝天地开展起来。
    黄金书说:“这个地方现在看起来建设得很好,原来是一片荔枝林。我们来的时候路还在修,比我们更早来的老同志往返工地靠的是一辆租来的面包车。”
    2011年开始动工后,黄金书在北京和东莞之间频繁往来。最艰苦的时期是2014年到2017年,安装、调试和试运行同时进行,每天日程都排得满满的,前期的试运行出现各种问题,设备与设备之间要磨合,人与设备之间也要磨合。晚上不管多晚,只要电话一来,黄金书就立刻赶到现场。那段时间一听到电话铃声,他就条件反射地心里咯噔一下:“是不是现场有问题了?”
    身为系统负责人,黄金书认为,不管做什么事,都要以身作则。部门负责人的一句话可能影响整个工程的走向,如果安排得不妥当,会导致大家做很多无用功。为了高效地完成任务,必须做好计划统筹工作。
    这个团队被评价为“特别能吃苦,特别能战斗”。多年过去,黄金书还记得,工程建设时,部门的主任工程师已接近退休的年龄,仍在现场爬上爬下;已经怀孕六七个月的女同事在南方30多度的大热天里坚持工作......想起这些画面,总是让他特别感动。
    2018年CSNS项目验收之后,黄金书原以为可以暂时放松一下,但事实上根本不可能,很快他又开始另外两项大科学装置工作。
    2018年起,黄金书开始担任北京市怀柔区的高能同步辐射光源(HEPS)项目的通用设施部主任工程师,兼任水冷系统负责人。2019年开始,他又负责起南方光源的前期研究工作。
    “虽然工作的过程可能比较辛苦,但是一步一步走来,回过头再看,付出还是值得的。”
    CSNS工程总指挥陈和生院士曾说过:“工程取得的进展是全体参建人员共同奋斗的结果,尤其离不开年轻建设者们的努力。在CSNS的建设过程中,年轻同志挑起了工程任务的大梁,实现了工程建设一个又一个巨大的飞跃。”
    中国散裂中子源建设团队目前有367名成员,青年占比63.22%。十年一梦,他们将青春芳华留在了荔枝林里,松山湖畔。

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