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陈延伟: 扎根南国15年,只为建造“超级显微镜”
陈延伟自始至终参与其中,见证了它从无到有并逐渐走向成熟的过程。

  大科学工程建设是一项周期十分漫长的工作,必须不声不响地闷头干事,要耐得住寂寞、坐得了“冷板凳”,一步一个脚印朝着科学目标前进。

  陈延伟 中国科学院高能物理研究所副所长

  谈起中国科学院高能物理研究所副所长陈延伟,就绕不开中国散裂中子源。15年前,为了参与这一“国之重器”的建设,他来到了广东东莞。

  这个我国目前已建成的单项投资规模最大的大科学工程,历时十余年建设。陈延伟自始至终参与其中,见证了它从无到有并逐渐走向成熟的过程。

  近日,凭借突出贡献,陈延伟荣获2022年全国五一劳动奖章。

  迎难而上誓要造出“显微镜”

  坐落在广东东莞松山湖一片荔枝林中的中国散裂中子源,被称为“超级显微镜”。借助这个“显微镜”,人们有机会一窥微观世界。而陈延伟就是参与建造这个“显微镜”的人。

  中国散裂中子源是个实打实的庞然大物。陈延伟介绍,中国散裂中子源位于地下17米,项目总占地面积约7万平方米,由1台8000万电子伏特的直线加速器、1台16亿电子伏特的快循环同步加速器、1个靶站,以及多台供科学实验用的中子散射谱仪等设备组成。

  要理解散裂中子源的工作原理,还要从小小的中子说起。中子的发现是20世纪最重要的物理发现之一。中子不带电、穿透性强,能分辨轻元素、同位素和近邻元素,且不具有破坏性,这使得其成为探究物质微观结构和动力学性质的理想“探针”之一。

  散裂中子源能够将质子加速到16亿电子伏特,达到0.92倍光速,使其化作“子弹”,去轰击原子序数很高的重金属钨靶,随后钨原子核被撞击出大量中子。而利用这些中子对物质进行散射,可以探察到物质内部的微观景象。这就如同X射线可以穿透人体、被用于医疗影像拍摄一样。

  陈延伟说,小到蛋白质、DNA,大到航空发动机叶片、高铁轮毂,散裂中子源能够于毫末细微之间,发现物质不为人知的奥秘。

  从外表看,散裂中子源是个“大块头”,但其内里却十分“讲究”,其多项建设要求堪称苛刻。陈延伟举例道,比如加速器和靶站在建成后每年的不均匀沉降要小于0.5毫米。“要用散裂中子源进行精密的科学实验,因此对基础施工的要求非常高。”他说。

  中国散裂中子源是全球第四台脉冲式散裂中子源,前三台分别在英国、美国和日本,关键技术由国外掌握,没有引进的可能。“我们国家是头一次建,在正式建造之前,要通过大量的预制研究,对关键技术进行攻关。”正是在如此困难的情况下,陈延伟及其团队成员出发了。

  与时间赛跑“抢”出“中国速度”

  摆在陈延伟和团队成员面前的第一个困难是异地建设。大科学工程的建设队伍专业性强,涉及的学科门类众多,组建起一支成熟的队伍十分不易。而工程在东莞进行异地建设,陈延伟直言不讳,这给团队的稳定性带来了挑战。

  工程一旦开工,便要马不停蹄地推进,免不了要长期驻扎在东莞。对于已成家的科研人员来说,需要与家人长期相隔两地、聚少离多。而尚未成家的年轻人则忧虑未来的生活问题。

  “有年轻人会问我,我应该在哪里成家?东莞还是北京?”陈延伟统计过,从工程建设开始,家在北京的专家每年待在东莞的时间都超过了300天。而这样的日子并非一两年,而是持续了近十年。陈延伟则更是从2006年选址开始,一直到今天,始终坚守在东莞,一年中只有少数时间能够回到北京与家人团聚。

  虽然异地建设困难重重,但陈延伟和团队成员基本都努力克服了。而令陈延伟至今都印象深刻的一次挑战,来源于加速器隧道土建施工。当时,装置所在地地质条件复杂,且南方雨水丰沛,使得土建施工难度比预想中要大。不断出现的施工挑战,更是让土建施工的工期延误了一年多。

  陈延伟说,“后墙不倒”是中国科学院高能物理研究所的传统,向国家承诺好的竣工时间绝不能推迟,必须把工期抢回来。

  正常情况下的施工顺序,应是在土建施工结束后,设备再进场调试。但面对工期严重延误的特殊情况,只能采取特殊措施。陈延伟团队决定交叉施工,利用土建施工的间隙,进行设备安装和调试。二者同时进行虽然可以大幅节约时间,但会极大增加工作量与工程调度的难度。

  那段时间,陈延伟和团队成员都放弃休假,一头扎进施工现场。一个节点一个节点地抢。“几百个日夜的赶工,硬是把工期给抢出来了。”如今陈延伟回忆起那段日子,仍然十分感慨。

  项目原定工期6年半。2011年正式开工,2017年首次打靶成功,严格按照项目要求完工。在2017年末举行的散裂中子源国际顾问委员会年度会议上,有外国专家由衷地感叹这一“中国速度”:“难以想象你们在短短的一年内完成了如此多的工作。”但陈延伟知道,“中国速度”的背后是所有工程建设者夜以继日用汗水浇灌的结果。

  将最终成果归功于整个团队

  2017年8月28日,中国散裂中子源的控制室里,陈延伟和其他建设者们一起,眼睛紧盯着大屏幕,等待着第一次打靶的结果。当大屏幕上终于出现第一束中子束流的数据时,欢呼声即刻响起,中国散裂中子源一次打靶成功。在场所有人都热烈鼓掌,紧紧拥抱。

  在几天后的新闻联播中,陈延伟面对镜头仍难掩激动与喜悦,骄傲地宣布我国将于次年春天成为继美国、英国、日本后,第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家。

  但每当谈起这一重大成果时,陈延伟说得最多的两个字,还是“团队”。在他看来,他只是数百人团队中的一员。能够取得今天的成果,依靠的仍然是团队的力量。这是一支年轻的队伍,队伍中35岁以下的年轻人超过70%,而整个队伍的平均年龄只有37岁。

  虽然队伍中青年骨干居多,但也不乏中国科学院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生这样的老一辈科学家。在陈延伟看来,正是前辈们以身作则、事必躬亲的工作态度,才锻炼出了这样一支能打硬仗的队伍。

  陈延伟常把大科学工程的建设类比航天事业。二者都需要团队作战,也都需要多学科、多部门协作,参与人员要有很强的科研攻关能力;更重要的是,他们都是默默无闻的,有甘于奉献的精神。“大科学工程建设是一项周期十分漫长的工作,必须不声不响地闷头干事,要耐得住寂寞、坐得了‘冷板凳’,一步一个脚印朝着科学目标前进。”他说。

  陈延伟的脚步没有停下。

  中国散裂中子源二期工程预计于今年内正式动工,这将是他未来的重点工作之一。目前相关关键技术研发工作进展顺利,其加速器打靶功率将从100千瓦提升到500千瓦,设备研究能力到时也将得到大幅度提升。

  从削山开建一期工程,到如今二期工程即将启动,陈延伟完整参与、见证了中国散裂中子源的发展历程。在南国东莞的土地上,陈延伟用他的黄金年华“浇灌”了这项事业,同时也收获了累累硕果。

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