
2018年,位于东莞松山湖的中国散裂中子源(CSNS)一期工程通过国家验收。这意味着我国成为继英美日三国后,第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家。
一期工程刚刚结束,CSNS二期工程的准备和关键技术预研已经提上议事日程,二期工程注入脉冲电源系统面临更大的技术挑战。有一天,作为加速器技术部电源组组长的齐欣,被高能所领导找到问:“能不能也接下脉冲电源(的任务)?”
齐欣当时毫不犹豫地就说了“好”,接下了这个艰巨的任务。后来,齐欣听到身边一些人对她的议论。有人说,她好勇,好猛;也有人担心,从直流电源到脉冲电源,是两种不同的设备,要怎么在短时间内接手并实现跨越?
但齐欣没想那么多,这种“勇猛”的时刻,在她迄今20年的科研生涯里,经历过很多次。
读博时,她扛下了《散裂中子源可行性研究》的前沿性课题;进入中国科学院高能物理研究所后,她从“0到1”研制谐振电源,成功自主研发兆瓦级谐振电源系统,填补了国内空白。还有后来屡次解决运行中的电源故障、攻克多项关键核心技术,如今担任CSNS二期工程的总工程师后,着眼于一系列关键技术的国产化进程,齐欣始终保持着对技术创新的执着追求和对国家科技自立的坚定信念。
对齐欣来说,勇往直前、迎难而上刻在她的骨子里,也是科学精神的一部分。每当面临一个旁人看起来艰巨的任务时,她总能以热情和好奇处之,务实和求真待之。
面对又苦又累的科研,她笑着对南风窗说:“我很享受呀。”对于生活,她也是享受其中,做得一手好菜—团队成员最喜欢去她家蹭饭;热爱运动,尤其是跑步,每到一个城市就要跑步打卡。用时下流行的话来说,她就是一个高能量和高配得感人士。
采访那天,“全国科技工作者日”临近,松山湖畔的散裂中子源园区,比往日热闹了几分。早上十点多,刚开完工作会议的齐欣,穿着深蓝色的POLO衫,穿过人群,带着笑意迎面走来,带来了中国散裂中子源20年建设里从无到有、从有到强的传奇故事。
零的突破
故事要从一个论文选题说起。
2003年,中国科学院高能物理研究所的博士生齐欣,还有一年就要毕业了,在准备论文选题时,导师给了她三个题目,让她花两三周时间去调研,根据兴趣选择其一。
但看到三个题目的瞬间,她就被其中一个吸引住了—《散裂中子源可行性研究》。她知道,散裂中子源是国际大科学装置竞争的核心领域,这个论文题目关乎国之重器的建设,是21世纪初中国科学界的大事。就这样,她迎面撞进了散裂中子源的大门。
时间回到2001年2月,一场名为“21世纪中子科学的发展”的科学会议,在北京香山举行。会上,我国中子散射科学研究领域的主要奠基人之一的章综和一众研究员提出建议:“用较短的时间自建一台能量0.1兆瓦的散裂中子源,尽快开展中子散射方面研究”—那是中国散裂中子源研究的起点。这个领域可以说是一片空白。

齐欣似乎天生对这类“空白”感兴趣。对比另外两个侧重在“改造”性质的选题,《散裂中子源可行性研究》的空白,在她看来,是挑战,也是使命,充满可能性,能让她发挥最大的能动性。于是,在兴趣和使命的驱使下,她沉下心来,埋头研究。
2005年,建设散裂中子源大科学装置被国务院列为国家“十一五”重大科技基础设施之首。当时,世界上只有英美日三国建立了散裂中子源的大科学装置。散裂中子源是国际公认的探索物质微观结构的“超级显微镜”。此前,中国缺乏高性能脉冲中子源,依赖英国ISIS、美国SNS等国外装置。这导致中国在材料科学、生命科学等领域的关键研究受制于人。例如,高铁车轮、航空发动机叶片等高端材料的性能验证需中子散射技术,而国内无法自主提供相关数据。
中国要建设散裂中子源,其中关键技术之一,是用于轰击重金属靶的高功率质子束的强流质子加速器,而当时,这项技术在国内几乎是空白,一切都要从头开始。
2006年,齐欣博士毕业后进入高能所,以正式研究人员的身份,加入加速器的关键技术的研发当中,其中便包括25Hz谐振电源技术。2008年,大功率谐振电源预制研究课题组成立,刚刚博士毕业不久的齐欣被委以重任,担任了这个关键攻关项目的课题负责人。对当时初出茅庐的齐欣来说,这无疑是最激动人心的选择。
2009年,齐欣去日本参观散裂中子源J-PARC。当时,在电源设备面前,齐欣和同行者想看电源电路的构造,但被负责研制的公司工作人员以技术保密为由,拒绝了请求。
齐欣心里一直堵着一口气,从日本参观回来后,她觉得,他们不能输,既然得不到可参照的经验,只能用技术力求创新。
张玮在2012年进入高能所,已经与齐欣并肩作战13年,如今是脉冲电源系统负责人。
回顾当时研制这项技术的过程,张玮总结说,整个研发过程遇到过很多问题和困难,走过很多弯路,“当时是齐老师带着我们,每遇到一个难点就解决一个”,打地鼠般一个个攻克。在这片前人几近不曾涉足的荒地上,拓荒是一种乐趣,但也需要下苦功夫,每想到一个思路,就赶紧改程序、调参数。

