给“人造太阳”充电

来源 :科学中国人·下旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wosee_2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  “我有一个美丽的愿望,长大以后能播种太阳……”,很多人小时候,都唱过这首儿歌。只是,在一批批科学家们的努力下,“人造太阳”已经不再是一個遥不可及的梦想。
  科学模仿的“人造太阳”,是一种通过可控热核聚变形成的清洁能源,它可以有效解决世界能源紧缺问题。目前,全球科学家们研究实现可控热核聚变的路径主要有两种:磁约束聚变和惯性约束聚变。在惯性约束聚变的道路上,雷洁红已经默默地走了14年,也许“人造太阳”真正实现还需要一段时间,但是从人类长远发展来看,雷洁红和她身边科研工作者的研究,功在当代利在千秋。
  命中注定的使命
  多年以后,雷洁红还是会回想起在教室里上课的那个下午。“长大后,你想当什么?”当老师问出这个问题后,教室里引起了一阵躁动。两分钟后,雷洁红被第一个提问,她想了一会儿后,笑着回答说:“我想当老师。”过了一会儿,她又补充了一句:“我也想当科学家。”大声的回答引得教室里一阵哄笑,雷洁红也没心没肺地笑着。当时,她还不知道,自己的这番话,并没有像其他孩子一样,说完即被抛到脑后,而是像种子一样,无声无息地在她心里生根发芽。
  但在雷洁红读硕士之前,她的人生和科研完全沾不上边。雷洁红的父亲是小学语文老师,所以雷洁红也一心想当老师。高考填志愿的时候,她直接选了四川师范学院,本科毕业后,用人单位去学校招聘,她毫不犹豫地投递简历,最后顺利成为南充一中的物理老师。“那时候年轻,想的就是早点毕业,然后参加工作,根本没想过读硕士、读博士。”
  2005年,转眼间雷洁红已工作3年,手忙脚乱的生活逐渐归于平淡。有一天,她遇到了大学时期教量子力学的老师,老师在和她闲谈一会儿后,鼓励她继续学习,考研深造,跳出中学教育平台,去接触更前沿的物理知识。雷洁红本来就对自己的人生要求很高,只是离开校园后,她的关注点更多是放在学生身上,无暇顾及自身的成长,而老师那番勉励的话语让她突然觉悟。她当即决心考研,让平静的日子充实起来。
  凭借努力,辞去工作的雷洁红,很快便成功考取西华师范大学硕士研究生,专业是理论物理。两年硕士毕业后,她又成功考取中国工程物理研究院凝聚态物理专业,正式踏上科研之路,靠近儿时的梦想。
  只是,科研之路并不平坦,常常是鲜花和荆棘相伴。刚进入中国工程物理研究院时,雷洁红从理论物理转到应用物理,科研思维、实验方法等方面有很多不适应,此外,周围清华大学、北京大学、同济大学等中国顶级一流院校毕业的同学,也给雷洁红精神上带来很多负担。“我当时心里面确实有点怵。”雷洁红笑着说。
  但是这位大大咧咧的姑娘并没有被所处的劣势唬住。她不停给自己打气,在心里告诉自己:“基础知识不行,咱就更加努力,凡事认真对待,如果实验做错了,就去修正,一次不行就做第二次,二次不行就做第三次,直到成功。”
  为了证明自己,雷洁红将不怕吃苦的态度印刻在整个博士生涯。实验中,每当结果出现错误时,她总是耐心找出问题所在,并一遍一遍地认真修改;因为实验涉及放射性气体,雷洁红常常需要进入条件艰苦的山区实验室进行实验。因为材料特殊,她和同事每次走进实验室之前,都需要穿专业的防护服,并且在此之后不能喝水,不能吃东西,也不能上厕所,为了加快实验进度,雷洁红常常在实验室内忍受着精神和体能的双重挑战。因为态度踏实,做事认真,雷洁红后来成为同届中国工程物理研究院博士毕业生中的佼佼者,她的科研成果和论文也在行业内获得广泛认可。
  博士毕业后,雷洁红前往西华师范大学工作。对于自己的未来,她制订了清晰的规划,“我一开始给自己的定位就是大学老师和科研工作者,除了老老实实做科研,我还要传授知识,将科研理念传承下去,让科研的车轮不断前行,永不停歇”。
  坚定不移的方向
  在凝聚态物理领域,雷洁红的研究方向主要集中在惯性约束聚变方向(ICF)。ICF是实现受控热核聚变的途径之一,它是通过内爆对热核燃料进行压缩,使其达到高温高密度,实现热核点火和燃烧,从而获取聚变能的方法。ICF领域研究工作对国民经济、基础研究探索等都有着重大的战略意义,雷洁红也在多年不停歇的探索中,交出了一份于国于民都影响深远的时代答卷。
  虽然如今雷洁红已经在ICF方向取得巨大成就,但曾经的她也差点和研究方向失之交臂。20世纪60年代,自激光器问世以后,中、美、日等国即着手激光驱动惯性约束聚变研究,经过40多年发展,研究已取得重要进展,辉煌时期,美国国家点火装置(NIF)曾高调地对媒体宣布,在2012年进行点火演示。雷洁红解释说,美国在一些研究领域确实代表了最高水平,如果点火成功,将证明惯性约束聚变(ICF)的科学可行性,这也是ICF研究的重要里程碑。
  然而胜券在握的研究,最终却以惨败收场,这不仅让美国国家点火装置(NIF)的科学家们大受打击,也让整个科研领域研究的热情降到冰点。“研究领域遭遇巨变,这让当时还是学生的我陷入迷茫,因为开始研究的时候,整个科学界都非常关注这一领域,但现在大家对这个研究领域都不闻不问了,当时就怀疑自己是不是选错了方向。”
  在迟疑了一段时间后,雷洁红决定坚持下去。她说:“后来我仔细想了一下,我觉得有些事情不能太注重别人的想法,只要认定事情做出来是有意义的,就应该坚持去做。”
  在博士生导师唐永建老师的带领下,雷洁红决定坚持,博士毕业后,她选择在ICF领域内继续深研,当时,工作地西华师范大学没有实验专用的大型物理设备,于是,雷洁红就和学校领导以及博士生导师协商,让她能在每周上课之余,回到九院继续进行实验。
  两边跑的日子很辛苦,但雷洁红说:“虽然遇到很多这样或那样的困难,但当时更多的想法还是怎么克服,解决问题,而不是放弃。”也是在坚持不放弃的日夜里,雷洁红做出了瞩目的科研成果。
  前期在开展激光装置上的靶物理实验研究时,雷洁红获得了靶物理实验的关键数据,基于这些数据,她做了大量ICF靶丸燃料和靶丸结构设计的相关研究,在靶丸结构设计研究领域有突出贡献。
  后来,随着研究的深入,针对ICF靶中氚的来源和氚的自持问题,她创新设计了具有氘氚化锂薄膜涂层的新型ICF靶,这个新型的ICF靶型突破了近10年来靶聚变燃料容量的填充瓶颈,可在不增加点火靶容积和充气压力的情况下提高聚变燃料容量,首次解决了靶聚变燃料中氚的自持问题,对下一步开展先进靶丸的研制有极其重要的指导意义。这项研究成果也得到了ICF靶制备领域多位知名专家的高度评价:“雷洁红同志首次提出了氘氚化锂薄膜涂层的先进设计理念,突破了靶聚变燃料容量的填充瓶颈,获得了极具创新性的成果。”
  最近,雷洁红在研究中发现,要在实验中实现制备具有氘氚化锂薄膜涂层的新型ICF靶,有一个重要的技术难题必须解决,即氢化锂的水解。她解释说,氢化锂的化学活性很强,很容易与空气中的水发生反应释放出氢气,在装填氘氚化锂薄膜涂层的新型ICF靶时,必须解决氘氚化锂薄膜涂层的防护问题,否则,氘氚化锂一旦反应水解,氘氚化锂的DT密度降低,新型ICF靶将失去本来的效用。因此开展新型ICF靶聚变燃料防护膜的设计研究对制备有氘氚化锂薄膜涂层的新型ICF靶具有重要意义,是解决ICF聚变反应中氚的来源和氚的自持问题的先决条件,同时对激光惯性约束聚变靶组装等应用研究具有重要的意义。
  未来,雷洁红希望在ICF方向继续做大做强。虽然目前所在工作单位的实验场地、实验设备和人员配备等条件有限,但她还是会延续过往的工作经验:兵来将挡,水来土掩。也许,ICF的前行之路依然荆棘丛生,但在ICF方向摸爬滚打多年之后,雷洁红已然无畏无惧。
其他文献
新型的HEUFT spotterⅡBFS系统能够对灌装有无菌药品液体的输液瓶或安瓿条,进行全方位的检测,确保药品的全面安全性。HEUFT spotterⅡBFS通过智能照明、图像过滤、缺陷类别图像评估等方法,对包装进行全覆盖和高精度检测。按照GMP的要求,需要进行100%的完整性测试。为此,对每个吹灌密封容器进行全面检查,以发现容器材料中的变形和外观缺陷,同时也可以检测液体注射药物的灌装量和颜色偏差。(1)BFS安瓿条的无间隙检测。HEUFT spotterⅡBFS可以自上而下或自下而上检查吹灌密封安瓿条
Scribit绘画机器人  Scribit可以在任何垂直的表面上执笔作画,无论白板、泥墙还是玻璃。它的使用方法很简单,首先在电脑上选择自己想绘制的图案,然后在其中心插上橡皮擦和画笔,最后通过插头连接电源,按下启动键,它就会在墙面上绘制新图。  全屏幕手机  这款概念机叫做Galaxy Infinite Concept,觸摸屏幕包裹整个机身,屏占比达到100%。它的摄像头藏在屏幕里面。当用正面屏幕时
人们每天起床第一件事就是刷牙,但恰恰是这样非常简单的一件事,却蕴含着很多人难以理解的问题:为什么刷牙?应该怎么刷?使用多大的力刷牙?牙真的刷干净了吗?人力能够做到理论正确的刷牙吗?带着这些问题,我们先看看这两张图:贝壳测试图片解释损伤与清洁之间矛盾对比,或许会更容易理解口腔牙齿的健康状态对比。
在开采过程中,人类或多或少会给矿山的生态环境带来一些不利影响。如果开采方法不合理,很容易形成垂直开采边坡,危及矿山岩石的稳定性。这种岩石一旦有诱发因素,极易发生滑坡、泥石流等地质灾害。因此,矿山地质环境的保护与管理显得尤为重要。
浐灞2号桥2008年通车至今,已经运营12年时间,通过对2号桥的索力检测,依据实测索力进行承载力分析,真实反应桥梁的工作状态,为运营管理及养护提供依据。
数字信号处理技术是数字化时代的核心技术之一,已经被广泛应用到通信和工业等领域。在使用这项技术的过程中,需要对技术的应用原理进行深入的分析和探讨,并对其发展趋势进行预测。在计算机数字时代到来之后,这项技术变得更加成熟,综合性能也在不断优化。当前,数字信号处理技术已经成为时代发展中不可缺少的一项技术,要尽可能拓宽这项技术的应用范围。文章就数字信号处理技术在通信领域的应用进行相关的分析和研究。
近年来,脑血管疾病发病率呈现出上升趋势,同时向年轻化发展。尤其是脑小血管病,由于其发病隐匿、临床诊断困难等特点,一直困扰着医学领域的工作者们。但随着影像技术的发展,医学领域对此类疾病有了更多新的认识,越来越多的人开始用科技的力量撬动这块“天花板”,并取得了新的进展。在众多脑小血管病发病机制研究的科技工作者中,严慎强可谓年轻而有为。
为了安全、高效的完成大直径、大跨度和薄壁烟气净化管道的制作与安装,对烟管吊装及高空拼接的重、难点进行了剖析,从吊点设置、钢丝绳选择、烟管整体内力、变形进行了安全及稳定性验算,提出了大直径、大跨度、薄壁烟管的制作、吊装和安装施工工艺,具备典型的操作性流畅、整体性强、通用性高、组装快速便捷等特点,可为国内外类似工程施工提供借鉴。
2020年11月1日是深圳市的第4个“人才日”,南山区“十大创新工匠”颁奖典礼隆重举行,大族激光科技产业集团股份有限公司首席技术官、副总经理吕启涛成功入选。这位总是将成绩归结为“我运气挺好”、醉心于先进激光及光电子技术研发的工程师,秉持“专注执着、精益求精、勇敢创新、追求卓越”的工匠精神,将所学所研打磨成破解工程技术难题的利剑,所打造的各种先进激光器及激光智能装备广泛应用于新兴技术产业和高端制造领域,他也凭借在工业激光器国产化过程中的巨大成就顺利斩获这一奖项。
地质灾害是自然灾害的常见形式之一,具有很强的破坏性和危害性,容易给国民经济造成巨大损失。文章结合丰宁近坝地带地质灾害发育特征,阐述了地质灾害分布与水环境的关系。随着科学技术的进步和社会的发展,地质灾害的防治越来越受到当地的重视,并逐步将水工环境技术应用到地质灾害治理中,取得了良好的效果,对保障区域经济和生命安全具有一定的作用。