探索恒星，我們永不止步

盛安陵

探索生命起源的種子，他們捧起核天體物理研究領(lǐng)域的“圣杯”。

“恒星如何演化？構(gòu)成物質(zhì)世界的元素從何而來？”核物理界對這些根本問題的認(rèn)識又向前邁進(jìn)了一步。

近日，中國原子能科學(xué)研究院核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員郭冰、諶陽平聯(lián)合國內(nèi)外6家科研院所的同行，獲得了高精度的160基態(tài)漸近歸一化系數(shù)，得到了12C（α，γ）16O高精度數(shù)據(jù)，澄清了國際數(shù)據(jù)間240倍的分歧，這將加深人類對恒星演化的理解。這一研究成果發(fā)表在國際物理學(xué)頂級期刊Physical Review Letters（《物理評論快報(bào)》）上。

據(jù)原子能院副院長、核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人之一柳衛(wèi)平介紹，這只是該團(tuán)隊(duì)取得的眾多關(guān)鍵成果之一。自1990年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成立以來，團(tuán)隊(duì)傳承和發(fā)揚(yáng)朱光亞、錢三強(qiáng)、王淦昌、于敏等老一輩科學(xué)家以身許國、敢為人先、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，團(tuán)結(jié)協(xié)作，集智攻關(guān)，不僅開創(chuàng)了我國核天體物理和核數(shù)據(jù)基礎(chǔ)學(xué)科，而且在放射性核束物理、新型實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)、關(guān)鍵核數(shù)據(jù)測量、核能應(yīng)用核數(shù)據(jù)評價(jià)建庫等方面取得了重要突破，形成了對核基礎(chǔ)研究、先進(jìn)核能和國家安全有關(guān)鍵意義的應(yīng)用及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，全面支撐了我國基礎(chǔ)創(chuàng)新、先進(jìn)核能研發(fā)、國家安全需求。2019年，該團(tuán)隊(duì)當(dāng)選國防科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

堅(jiān)持國家利益至上，以滿足國家需求為先

核物理學(xué)家認(rèn)為，12C（α，γ）16O反應(yīng)速率直接影響恒星的演化進(jìn)程，也是生命起源的種子，因此被視為核天體物理研究領(lǐng)域的“圣杯”，而對其精確測量被公認(rèn)為是核天體物理最關(guān)鍵的科學(xué)問題之一。

同為核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人之一的張煥喬院士說：“這次研究成果最重要的意義，就是給出了間接方法ANC精確值，澄清了國際數(shù)據(jù)間240倍的分歧，同時(shí)給出12C（α，γ）16O反應(yīng)精確的天體SE2（300）因子，是非常難能可貴的?！彼赋?，“科學(xué)工作者的使命就是認(rèn)識自然規(guī)律，揭示科學(xué)現(xiàn)象，提出理論闡釋，歸根結(jié)底就是要服務(wù)于國家、服務(wù)于社會、服務(wù)于人類。老一輩核科學(xué)家堅(jiān)持國家利益至上，以滿足國家需求為先，給我們樹立了很好的榜樣?！?/p>

1955年1月15日，毛主席在中南海黨中央書記處擴(kuò)大會議上確立了發(fā)展中國原子能事業(yè)的宏偉任務(wù)，錢三強(qiáng)、何澤慧等一批世界知名核科學(xué)家紛紛響應(yīng)，積極開創(chuàng)我國核事業(yè)。

“老一輩核科學(xué)家的首要任務(wù)是開展‘兩彈一艇的研制，這是保障國家任務(wù)，基礎(chǔ)研究就要主動讓路。但他們在完成任務(wù)過程中，也十分關(guān)心基礎(chǔ)研究?！睆垷▎袒貞浾f。1956年，剛從北京大學(xué)核物理專業(yè)畢業(yè)的張煥喬，加入這份光榮的事業(yè)，只是工作方向不是核反應(yīng)基礎(chǔ)研究，而是核數(shù)據(jù)測量。

其實(shí)那時(shí)，為了讓中國人民早日挺直腰桿子站起來，錢三強(qiáng)、何澤慧、于敏等老一輩核科學(xué)家也都投身到了核數(shù)據(jù)會戰(zhàn)之中，承擔(dān)了我國核數(shù)據(jù)研究急需任務(wù)。

對此，柳衛(wèi)平解釋到：“這是因?yàn)楹藬?shù)據(jù)作為核能發(fā)展的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，直接關(guān)系到核裝置和核工程等設(shè)計(jì)與制造。同時(shí)核基礎(chǔ)研究恰好是核數(shù)據(jù)的創(chuàng)新源泉。核基礎(chǔ)研究偏于理論與實(shí)驗(yàn)，核數(shù)據(jù)關(guān)系應(yīng)用，兩者看似涇渭分明，實(shí)則緊密相聯(lián)，相輔相成。核基礎(chǔ)研究產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，是對核數(shù)據(jù)庫的完善和補(bǔ)充，而核數(shù)據(jù)計(jì)算模擬與推衍有助于核基礎(chǔ)研究開拓新的領(lǐng)域和空間?！?/p>

正是基于此，原子能院在中子物理實(shí)驗(yàn)室、中國核數(shù)據(jù)中心和核基礎(chǔ)研究室基礎(chǔ)上聯(lián)合組建了核基礎(chǔ)與核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，理論與應(yīng)用形成完整的閉環(huán)，“頂天立地”推動核事業(yè)發(fā)展。其中“天”是指探索自然科學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)前沿研究，“地”則是立足于支撐核能發(fā)展的核數(shù)據(jù)應(yīng)用研究。而通過開展探索自然科學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)研究，發(fā)展出創(chuàng)新的研究方法，又可以運(yùn)用到核數(shù)據(jù)研究，不斷激發(fā)創(chuàng)新活力，推動核數(shù)據(jù)事業(yè)的發(fā)展。柳衛(wèi)平說，隨著核數(shù)據(jù)不斷豐富完善，對反應(yīng)堆研發(fā)的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用價(jià)值就更加凸顯。

只有不斷創(chuàng)新，才有新天地

“做基礎(chǔ)研究，只能爭第一，第二沒有意義?！睙o論是張煥喬還是柳衛(wèi)平都如是說。這就意味著核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)必須與世界核科學(xué)家同臺競技。然而，不可否認(rèn)的是，雖然當(dāng)今中國科學(xué)技術(shù)已經(jīng)突飛猛進(jìn)，但實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和條件與核強(qiáng)國相比還有一定的距離。

“做出一流成果，不一定要靠優(yōu)越的條件，而是靠先進(jìn)的科學(xué)思想和堅(jiān)韌不拔的毅力。”柳衛(wèi)平回憶起自己的導(dǎo)師黃勝年院士的話說：“改革開放初期國內(nèi)出現(xiàn)了留學(xué)潮，大量科學(xué)工作者到國外尋求發(fā)展，但黃先生說在中國環(huán)境下，同樣可以做出一流的工作，秘訣就是‘大膽假設(shè)，小心求證。”

也正是這八個字，讓當(dāng)時(shí)30歲剛出頭的柳衛(wèi)平在國際核物理嶄露頭角，取得了令人矚目的成果，不僅開辟了我國實(shí)驗(yàn)核天體物理研究領(lǐng)域，在國際上首次利用放射性核束逆幾何反應(yīng)，測定高能太陽中微子產(chǎn)生7Be（p，γ）8B反應(yīng)截面數(shù)據(jù)，成果入選1996年我國十大科技新聞，同年獲得“求是杰出青年學(xué)者獎”。殊不知，這項(xiàng)重大研究成果是因陋就簡，利用已經(jīng)退役的我國第一臺回旋加速器的幾個部件建成的國內(nèi)首個放射性次級束流線，將此裝置與串列加速器相聯(lián)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)出的成果。

“做核基礎(chǔ)研究，就是要永遠(yuǎn)不滿足現(xiàn)有的成績，要朝著更有挑戰(zhàn)性的新領(lǐng)域探索?！绷l(wèi)平與團(tuán)隊(duì)成員交流時(shí)反復(fù)強(qiáng)調(diào)，“如果我們固步自封，就是死路一條。”

從事核物理實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)37年的柳衛(wèi)平，面對亞洲核物理學(xué)會主席、串列核物理實(shí)驗(yàn)室主任、抗輻射國家級應(yīng)用中心主任等重要組織機(jī)構(gòu)頭銜，以及香港求是基金杰出青年學(xué)者獎、全國勞動模范等榮譽(yù)，他將更多的心思落在“創(chuàng)新”二字上，在張煥喬院士等老一輩核科學(xué)家的指導(dǎo)下，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)緊盯核物理最前沿問題，不斷開辟新天地。

經(jīng)過近30年的發(fā)展，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于國家大型科研平臺，依托北京串列加速器國家實(shí)驗(yàn)室、核數(shù)據(jù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在學(xué)科開創(chuàng)、科研能力建設(shè)與滿足國家需求、引領(lǐng)核基礎(chǔ)科學(xué)方面取得卓越成就。

一是開創(chuàng)我國核天體物理實(shí)驗(yàn)和核數(shù)據(jù)基礎(chǔ)學(xué)科，取得了太陽中微子問題、原子核暈結(jié)構(gòu)新形態(tài)和重元素核合成等一批放射性核束物理與核天體物理重大成果。

二是發(fā)展核數(shù)據(jù)研制體系，全面支撐了我國基礎(chǔ)創(chuàng)新、先進(jìn)核能研發(fā)、國家安全需求;在國內(nèi)首次建成不穩(wěn)定核束流線，填補(bǔ)我國該領(lǐng)域空白，“HI-13串列加速器上次級放射性核束的產(chǎn)生和應(yīng)用”獲國家科技進(jìn)步獎二等獎。

三是建成我國包含核數(shù)據(jù)測量、評價(jià)、建庫以及應(yīng)用檢驗(yàn)的一整套研究平臺，形成了自己的評價(jià)核數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫包含我國核能應(yīng)用、核技術(shù)、國防安全關(guān)心的主要核素，內(nèi)容涉及中子核反應(yīng)、光子核反應(yīng)、裂變產(chǎn)額、核結(jié)構(gòu)、核衰變，以及活化數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)類型，相關(guān)數(shù)據(jù)已在多項(xiàng)大型核科研工程建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

對于柳衛(wèi)平而言，他也選擇了新的研究方向——探索天體核過程極低概率事件的極限和原子核穩(wěn)定性的邊界：領(lǐng)銜的基金委重大項(xiàng)目將在錦屏2500米的地下建造天體核過程測量平臺，目前加速器、探測器已經(jīng)完成研制和地面聯(lián)調(diào)，明年年底開始深地運(yùn)轉(zhuǎn)，對于深地核物理的貢獻(xiàn)，未來可期;聚焦探索原子核穩(wěn)定性邊界，與北京大學(xué)聯(lián)合提出“北京在線同位素分離豐中子束流裝置”，這個面向未來的夢幻裝置，已列入我國核物理大科學(xué)裝置發(fā)展路線圖并入選國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃。

扛起這面旗幟，再難也要往前走

2019年5月，世界45個國家與地區(qū)的500余名核物理學(xué)家云集北京，共同出席主題為“核數(shù)據(jù)——人類的共同資產(chǎn)”的第十四屆國際核數(shù)據(jù)大會。讓業(yè)內(nèi)人士稱奇的是，通常三年舉辦一次的國際核數(shù)據(jù)界最高水平盛會，雖然由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署和國際原子能機(jī)構(gòu)共同主辦，但承辦國均為經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署成員國，而中國并非成員國。那么，此次為什么會打破慣例在中國召開，由原子能院、中國核數(shù)據(jù)中心承辦呢？

核基礎(chǔ)和核數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人之一、中國核數(shù)據(jù)中心主任葛智剛解釋道：“我國雖不是經(jīng)合組織核能署的成員國，但近年來我國核能快速發(fā)展，核數(shù)據(jù)研究不斷創(chuàng)新。因此，我們也積極申請承辦第十四屆大會，最終在競選中脫穎而出，成功獲得了舉辦權(quán)?！倍救艘呀?jīng)連續(xù)四屆擔(dān)任了該系列大會的國際執(zhí)委，并擔(dān)任了第十四屆大會的執(zhí)行主席。

可以說，中國核數(shù)據(jù)中心能夠承辦此次會議在一定程度上表明中國核數(shù)據(jù)工作得到了世界的認(rèn)可。正如經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能署總干事麥格伍德先生在這次大會主旨發(fā)言中強(qiáng)調(diào)：“中國為核數(shù)據(jù)國際化作出了重大貢獻(xiàn)。”國際原子能機(jī)構(gòu)官員德萊克女士說：“中國的核數(shù)據(jù)工作涉及范圍很廣，也取得了很多成績，我對中國的評價(jià)核數(shù)據(jù)庫CENDL印象深刻?！倍?003年，剛履新中國核數(shù)據(jù)中心副主任的葛智剛對于我國核數(shù)據(jù)事業(yè)未來持續(xù)發(fā)展心生擔(dān)憂。他曾到中國氫彈之父于敏先生家中拜訪請教。于敏先生遵囑道：“核數(shù)據(jù)是核事業(yè)發(fā)展的基石，能夠?yàn)閲朗聵I(yè)和國民經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供支撐，一定要重視核數(shù)據(jù)工作。”特別是近年來，我國核物理學(xué)家錢紹鈞院士也時(shí)常到中國核數(shù)據(jù)中心指導(dǎo)核數(shù)據(jù)工作，并指出：“核數(shù)據(jù)這面旗幟，只要國家需要，再難也要往前走?！崩弦惠吅丝茖W(xué)家的殷殷關(guān)切和諄諄教誨，讓葛智剛深刻認(rèn)識到，這是一份崇高的事業(yè)，不能有絲毫怠慢。

而老一輩科學(xué)家在為了攻克“兩彈一艇”關(guān)鍵輕核關(guān)鍵截面數(shù)據(jù)相關(guān)任務(wù)過程中，通過連續(xù)三月奮戰(zhàn)，完成了通常需要2～3年才能完成的研究任務(wù)的精神，更深深感染了葛智剛，讓他意識到，要做好核數(shù)據(jù)研究，必須傳承、發(fā)揚(yáng)老一輩核數(shù)據(jù)科學(xué)家的大力協(xié)同、共同攻關(guān)、銳意進(jìn)取的工作作風(fēng)，只有這樣才能使我國的核數(shù)據(jù)研究再接再厲，為我國國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)再立新功，無愧于歷史賦予我們核數(shù)據(jù)人的使命。

“可以說，現(xiàn)在核物理正處于重大創(chuàng)新的機(jī)遇期，世界核物理學(xué)家不應(yīng)再單槍匹馬作戰(zhàn)，而應(yīng)大力協(xié)作、集智攻關(guān)，使突破式創(chuàng)新更早出現(xiàn)。作為人類共同資產(chǎn)的核數(shù)據(jù)，更應(yīng)將國內(nèi)外核數(shù)據(jù)力量集中起來，共同推動核數(shù)據(jù)事業(yè)發(fā)展，更好地造福人類！”葛智剛說。

中國核數(shù)據(jù)中心立足原子能院、扎根中國、走向世界，加快對外合作交流。讓葛智剛深受感動的是，國內(nèi)北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國科學(xué)院、中國工程物理研究院等20多家高等院校和研究院所，都積極大力支持我國核數(shù)據(jù)研究工作，積極發(fā)揮各自設(shè)備與學(xué)科優(yōu)勢，齊心協(xié)力不斷推動我國核數(shù)據(jù)工作向前發(fā)展。

與此同時(shí)，作為我國核數(shù)據(jù)研究對外交流窗口的中國核數(shù)據(jù)中心積極爭取與推動核數(shù)據(jù)的國際交流，將以往每年2人次逐漸擴(kuò)大重點(diǎn)把年輕人推往國際核數(shù)據(jù)舞臺，目前在國際舞臺上打開了非常好的局面，與國際原子能機(jī)構(gòu)、經(jīng)合組織核能署、國際理論物理中心等國際組織機(jī)構(gòu)及美國、俄羅斯、日本、德國、荷蘭、法國、意大利和韓國等核數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)建立良好合作關(guān)系，在日本、加拿大和德國等核物理國家實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)研究。眾人拾柴火焰高。在國內(nèi)外廣泛支持下，中國核數(shù)據(jù)中心目前躋身國際上五大核數(shù)據(jù)中心之一，成為目前全球規(guī)模最大的核數(shù)據(jù)中心。

另外，在創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人言傳身教下，在團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新文化引領(lǐng)下，學(xué)術(shù)交流頻繁，民主氣氛濃厚，國內(nèi)外交流活躍，大量優(yōu)秀人才迅速成長，團(tuán)隊(duì)中涌現(xiàn)出一批星光燦爛的青年才俊。林承鍵作為中核集團(tuán)科技帶頭人，是吳有訓(xùn)獎獲得者，是國際有影響力的核反應(yīng)青年專家;李志宏作為原子能院學(xué)術(shù)帶頭人，長期開展核天體物理研究，著有《核天體物理》專著;郭冰則是胡濟(jì)民獎獲得者，在國際上測量了最精確的中子源反應(yīng)的截面;諶陽平，今年剛剛30歲就發(fā)表了國際頂級的“圣杯”反應(yīng)間接測量的成果。阮錫超，作為核數(shù)據(jù)測量學(xué)術(shù)帶頭人，測量了一批重要的中子核數(shù)據(jù)，并在大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)中的中子刻度中發(fā)揮了重要作用。

科學(xué)沒有終點(diǎn)，科學(xué)家的探索永不止步。張煥喬、柳衛(wèi)平、葛智剛作為創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)馳騁核海，探索核科學(xué)的奧秘，推動核事業(yè)不斷向前發(fā)展。