中国科学院与“两弹一星”纪念馆
中国科学院“攻坚克难 爱国奋斗”党员主题教育基地

   在中国共产党建党100周年之际,中国科学院与“两弹一星”科普系列讲座联合明德讲堂,推出庆祝建党100周年专场。

   2021年4月30日上午,中核集团科技委常委、核基础与核技术分委会主任、中国原子能科学研究院党委委员柳卫平研究员做客党史国史学习专场,结合自身的科研经历做《核科技发展前沿》报告。柳老师以锦屏核天体物理JUNA加速器为例介绍了核天体物理领域的前沿发展,与国科大学子分享了核物理、核科学的研究与应用,并对其成就进行展示、对其未来发展趋势进行预测。本场报告由国科大副校长牛晓莉主持。

   牛晓莉表示:“柳老师是我的老学长,他一直以来对核事业很是关注,在自己的研究领域取得相当多的成就。希望同学们听报告时有所收获。”

牛晓莉副校长主持报告

   报告伊始,柳老师带领同学们一同梳理了核科学的广泛应用,指出核科学不仅在医学、能源方面有重大作用,且在国家安全、环境科学、材料分析和空间探索等领域发挥着不可或缺的作用。

柳老师做报告

基础研究很重要

   核物理研究质子和中子组成的原子核的结构和性质,集中在核反应、放射性、新同位素和超铀元素的合成等。“核物理带动核技术发展。”柳老师特别强调了基础研究的意义,“基础研究有点像高科技风险投资,可能十个项目只能成功一个,但这一个就能把所有投入收回来,基础研究给应用埋下了种子。”

   柳老师指出:在极具挑战的国际环境下,中国经济发展向好的同时,基础研究也得跟上,他希望几十年后在这个领域会出现很多中国人的名字。国内战略GDP对核科学的经费投入持续增加,核科学领域一直专注培养人才,寻找突破点。越难的基础研究,就越可能产生重大应用。科学家的兴趣和好奇心是基础研究的重要突破点,很多科研成果(包括诺贝尔奖)均来源于自身擅长的研究兴趣。现在面对的卡脖子问题,一部分原因就是缺少基础研究和材料。

柳老师做报告

   “就像我前段时间参加咱们中科院青年人才的评审,评审出二三十个杰出人才,给予大量的项目支持。同学们要好好努力啊!”柳老师爽朗地笑着说。

   来自人文学院科技史专业的同学在第一阶段结束后,向柳老师请教国内基础研究和应用研究的情况,柳老师给予了详细回答。其他同学也踊跃提问,积极参与互动。

大山深处探索宇宙之光——宇宙物理前沿探讨

   柳老师抛出一个问题:“我们从哪里来,到哪里去?”开启了报告的第二阶段。这个问题一直是哲学命题对人生的终极拷问,核天体物理学家把求解之道寄托在难度极高的核反应12C(α,γ)16O之上。

   1983年诺贝尔物理奖获得者威廉•福勒曾表示:人体中绝大部分元素是C和O。在化学和生物的层面上,我们已经基本上理解了它们。可是在核天体物理的层面上,我们还并不理解这些C和O是怎么产生的。因此,该反应被誉为核天体物理界的“圣杯”,也被称为生命起源的种子。

   以小见大,见微知著,柳老师用极小解释极大。核物理研究的是极小的物理,但能够与天体物理联系起来。核天体物理阐释恒星中核过程产生的能量和元素核合成的规律。柳老师分享了他在核天体物理研究领域的亲身体验,他与团队孜孜不倦地对“圣杯反应”进行探索,一起见证了锦屏深地实验室从2013年深地研讨会到如今取得卓越成就的从无到有。“圣杯反应”是定海神针,捕捉它,就好比大海捞针,圣杯之“难”没有打击柳卫平及其团队的士气,反而燃起所有人的研究激情。相信自我,一直努力,彰显出老一辈科学家的崇高品质和不朽精神。如今中国锦屏深地实验室是目前国际上宇宙射线通量最低的地下实验室,也是倾听宇宙声音最安静的场所。

   柳老师介绍了我国核科学发展的历程,我国现具有中科院近物所和中国原子能科学研究院等核科学技术综合研究基地,在基础研究方面具有反应堆和加速器等科学平台,拥有许多像JUNA一样有创新力与意志力的科研团队。目前有多个大科学工程正在建设和规划,未来我国将拥有国际一流水平的核物理和应用研究平台。

   “欢迎各位将来加入我们的团队”,柳老师向在座学子发出诚挚邀请。

报告现场

基础研究的实际应用

   报告第三阶段,柳老师用了几个有趣的例子如“裂变烧开水”引入对“基础研究的实际应用”的讲解,核能在能源、医学、安全、分析、环境、材料等领域有广泛的用途。接下来他就结合日本福岛核事故对核能的干净问题与安全问题展开介绍。我国把发展核能视为改善未来能源结构的重要手段,压水堆-快堆-聚变堆三步走的发展路线和核技术在国民经济的广泛应用对核技术形成了巨大的需求。我国的核安全是值得肯定与信任的。柳老师还介绍了核能的挑战与支持,介绍了核能除发电外的广泛用途:海水淡化、核能制氢、同位素生产、材料考验、集中供暖等。对核科学的前沿领域更是娓娓道来。

   离子的大炮、直线加速器的应用、质子和重离子治癌、电子加速器的应用等,更有宇宙射线的妙用——测量金字塔的内部结构等。柳老师领略过核科学领域的精妙并对同学满怀无限期望。用好核技术,可下五洋捉鳖,如美国的尼米兹级航空母舰运用核反应堆作为动力;可上九天揽月,如好奇号火星探测车的核技术应用。核电占能源的20%、放药广泛应用、离子治癌……柳老师所展示的核技术成绩单值得我们钦佩。

   不确定核区的核物理将导致新的幻数和超重核的发现,而作为交叉学科的核天体物理将回答元素合成的关键问题,将产生高水平的探测和加速器技术和一流的人才。新的技术和新的方案,将启动核技术发展的井喷,导致医学和工业应用新方向,如环境科学,使核技术应用在我国达到应有的高度。核能在我国的发展,促进核基础研究;核基础研究成果,将为核燃料循环提供更多解决方案,这种互动成为我国新时期的科技创新动力。

同学们踊跃提问

   最后,柳老师期待核科技能够打破PM2.5厚厚的穹顶,为我国降低碳排放做贡献,并对在座同学发出诚恳邀约,“不管搞不搞核物理,希望这个报告能让同学们不要恐核。搞核物理的那就要继续研究下去,咱这个领域大有可为。欢迎更多同学投身核科学领域的研究,为原子核科学技术作出重要贡献。”

柳老师为同学们答疑解惑

   报告在热烈的掌声中结束,会后同学们针对柳老师的报告内容和中国核能的发展历程等内容踊跃地向柳老师提问,柳老师对问题进行了详尽的回答。在座的同学感到收获颇丰。