柳卫平:在2400米地底做实验,仿佛拥有迷你小宇宙

科技   2024-11-19 19:58   重庆  


【科学大家说】


这是由中国科协之声精心打造的人物讲述栏目。

在这里,有科学界广为人知的科学家和优秀科研工作者,也有每一位专心科研、沉心探索的你我他。每期分享个人故事。让“大家”的心声,汇聚科学的力量,传递温暖的启迪。


柳卫平


柳卫平,中核集团中国原子能科学研究院研究员、南方科技大学教授、锦屏深地核天体物理实验首席科学家。他在核天体物理和放射性核束物理领域深耕30余年,利用原子核反应探索恒星能量产生、元素起源和不稳定核规律,作为首席科学家,建成了国际最强流锦屏深地核天体物理实验平台。他主持建成了性能先进的我国低能放射性核束实验平台,在我国率先开展了核天体物理实验研究。他得到国家杰出青年基金资助,任国家基金委创新研究群体和重大项目首席科学家。发表 SCI 论文160余篇。历任国际纯粹与应用物理联合会核物理专业委员会副主席、亚洲核物理联合会主席。

11月18日,在中国科协举办的“科普中国说——科技向‘新’力”活动中,柳卫平教授分享了题为《小原子大威力——核科技究竟有多厉害》的演讲。他揭秘中微子,并回顾中国核科技从原子弹到“华龙一号”的历程。他展望未来,期待核科技新突破,助力星际探索与清洁能源发展。本文据此演讲精心摘编,带您领略核科技的魅力。同时,我们向所有为中国核科技奋斗的科研工作者致敬,感谢他们为科技进步与人类福祉作出卓越贡献。



如同刘慈欣在《三体》小说中描绘的“无处不在的质子”那般,科学家发现了一种名为中微子的粒子,有人形象地称之为“幽灵粒子”。



随着基础研究的深入,我们开发出了众多新型研究手段。

我有幸在地球深处,位于2400米下的锦屏深地实验室,主持建设了世界上最强流的深地加速器。

这一设施使我们仿佛拥有了一个迷你的小宇宙,得以模拟太阳内部的种种现象,探究重元素产生的奥秘,以及氢、碳、氧等维持人类与自然生存的基础元素是如何合成的。

中微子能够轻易地穿透我们的身体而不被察觉,这证明了它与物质的作用极其微弱。

然而,正是这种微弱性赋予了它穿透太阳、地球等天体的能力。

若我们在核反应堆旁布置数以万计的中微子探测器,便能准确监测反应堆的运行功率,为核设施的监测提供了一种极为有效的手段。


多年以来,我国的核科技有了长足的发展,也取得了诸多突破成就。

1964年,第一颗原子弹的爆炸成功,像是一声响亮的号角,宣告了中国在核领域的重大突破;1970年,第一艘核潜艇的成功下水,则如同一块坚实的基石,奠定了中国在国际舞台上的地位。时间推进到上世纪90年代,中国核科技工作者开始探索核技术的民用转化之路。

秦山一期核电站的建设,逐渐生根发芽,成长为中国核电事业的起点。

随后,通过不断的学习、吸收与创新,中国自主核电技术体系逐渐成型,为中国能源结构的优化提供了有力支撑。

近年来,“华龙一号”核电站的商业运行,更是成为中国核工业发展的新亮点。

“华龙一号”核电站不仅代表着中国核电技术的先进水平,更凝聚了无数科研工作者的心血与智慧,展现了中国在核电领域的深厚底蕴。



在我所在的中国原子能科学研究院,每一位科研工作者都坚守着以身许国、敢为人先、严谨求实的信念。

我们深知,自己的工作与国家的未来息息相关,因此更注重以实际行动来践行这些理念。

精神信念背后,有着许多动人的故事。

“以身许国”这一精神,便源自“两弹一星”元勋王淦昌先生的深情告白。

在原子弹研制的艰难时刻,他毅然放弃了原有的科研方向,全身心投入到这项国家任务中。

他简单而坚定地说:“我愿以身许国。”

这句话,如同一盏明灯,照亮了无数科研工作者的前行之路,激励着他们为国家的繁荣富强而不懈奋斗。




核科技之路上,我国一如既往的勠力前行。

因为我们知道,它关乎我们生活的方方面面,大家都熟知的核电清洁能源,更与当下最热门的人工智能有着密切关系。

近年来,随着人工智能技术的蓬勃发展,电力需求急剧增加。

如OpenAI公司,其耗电量相当于一个小型城市的用电量。因此,美国、法国、中国等国都在积极发展核电,以应对人工智能带来的新增能源需求。

我国已有近50座百万千瓦级核电站正在运行,为国家提供了约5%的电力。

核能发电看似简单,实则实施难度极大,这也是全球仅少数几个核国家能够掌握此技术的原因。

历经70年的努力,我国已掌握完整的核燃料循环技术,并在第三代华龙技术与第四代快堆技术上取得了国际领先地位。

我国的“华龙一号”核电站,是全球最先进、最安全的核电站之一。

此外,核反应堆的应用不仅限于发电。

利用核裂变产生的中子,我们可以进行海水淡化、核能制氢,还能对锂电池、飞机起落架等进行中子照相,检测其内部的三维应力,为突破国家关键技术瓶颈提供独特的分析手段。




刘慈欣写的《三体》和《流浪地球》火了之后,我发现报我研究生的学生明显多了。

这两本书里,三体人用的那个行星发动机,其实就是我国研究的聚变反应。而启动这个发动机的能量,就是核裂变,跟我研究的领域特别对口。书里说的“质子”,跟我研究的中微子挺像的。还有“红岸基地”的射电望远镜,它展示的那个引力透镜效应,也是我熟悉的天体物理现象。

说到核技术的未来,我觉得我们能提供的电力会更多,说不定能占到10%到20%。而且,我还期待激光加速技术能有新进展,这样我们就能做出桌面加速器,让大家也能用它来研究原子核里面的事情。

总的来说,我觉得以后我们在基础研究上会有更多新发现,比如找到新的超重元素。在应用上,我们也能找到更高效、更环保的核能生产方式,这对人类的星际探索和地球上的清洁能源发展都很有帮助。

作为科研工作者,我们始终坚守着以身许国、敢为人先、严谨求实的信念。正如“两弹一星”元勋王淦昌先生那句掷地有声的“以身许国”,这不仅是个人理想的追求,更是对国家、对民族未来的承诺。我们深知,每一步科研的突破,都是向着更加辉煌的未来迈进,都是为人类的福祉贡献自己的力量。



根据【科普中国说】《小原子大威力——核科技究竟有多厉害》内容编辑整理,已经演讲者本人审阅确认。



来源丨中国科协之声

编辑丨肖咸秋

一审丨杨帆

二审丨柯昱朱

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