衛(wèi)婷婷
“我有一個美麗的愿望,長大以后能播種太陽……”,很多人小時候,都唱過這首兒歌。只是,在一批批科學家們的努力下,“人造太陽”已經不再是一個遙不可及的夢想。
科學模仿的“人造太陽”,是一種通過可控熱核聚變形成的清潔能源,它可以有效解決世界能源緊缺問題。目前,全球科學家們研究實現(xiàn)可控熱核聚變的路徑主要有兩種:磁約束聚變和慣性約束聚變。在慣性約束聚變的道路上,雷潔紅已經默默地走了14年,也許“人造太陽”真正實現(xiàn)還需要一段時間,但是從人類長遠發(fā)展來看,雷潔紅和她身邊科研工作者的研究,功在當代利在千秋。
命中注定的使命
多年以后,雷潔紅還是會回想起在教室里上課的那個下午?!伴L大后,你想當什么?”當老師問出這個問題后,教室里引起了一陣躁動。兩分鐘后,雷潔紅被第一個提問,她想了一會兒后,笑著回答說:“我想當老師?!边^了一會兒,她又補充了一句:“我也想當科學家。”大聲的回答引得教室里一陣哄笑,雷潔紅也沒心沒肺地笑著。當時,她還不知道,自己的這番話,并沒有像其他孩子一樣,說完即被拋到腦后,而是像種子一樣,無聲無息地在她心里生根發(fā)芽。
但在雷潔紅讀碩士之前,她的人生和科研完全沾不上邊。雷潔紅的父親是小學語文老師,所以雷潔紅也一心想當老師。高考填志愿的時候,她直接選了四川師范學院,本科畢業(yè)后,用人單位去學校招聘,她毫不猶豫地投遞簡歷,最后順利成為南充一中的物理老師?!澳菚r候年輕,想的就是早點畢業(yè),然后參加工作,根本沒想過讀碩士、讀博士。”
2005年,轉眼間雷潔紅已工作3年,手忙腳亂的生活逐漸歸于平淡。有一天,她遇到了大學時期教量子力學的老師,老師在和她閑談一會兒后,鼓勵她繼續(xù)學習,考研深造,跳出中學教育平臺,去接觸更前沿的物理知識。雷潔紅本來就對自己的人生要求很高,只是離開校園后,她的關注點更多是放在學生身上,無暇顧及自身的成長,而老師那番勉勵的話語讓她突然覺悟。她當即決心考研,讓平靜的日子充實起來。
憑借努力,辭去工作的雷潔紅,很快便成功考取西華師范大學碩士研究生,專業(yè)是理論物理。兩年碩士畢業(yè)后,她又成功考取中國工程物理研究院凝聚態(tài)物理專業(yè),正式踏上科研之路,靠近兒時的夢想。
只是,科研之路并不平坦,常常是鮮花和荊棘相伴。剛進入中國工程物理研究院時,雷潔紅從理論物理轉到應用物理,科研思維、實驗方法等方面有很多不適應,此外,周圍清華大學、北京大學、同濟大學等中國頂級一流院校畢業(yè)的同學,也給雷潔紅精神上帶來很多負擔?!拔耶敃r心里面確實有點怵?!崩诐嵓t笑著說。
但是這位大大咧咧的姑娘并沒有被所處的劣勢唬住。她不停給自己打氣,在心里告訴自己:“基礎知識不行,咱就更加努力,凡事認真對待,如果實驗做錯了,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?!?/p>
為了證明自己,雷潔紅將不怕吃苦的態(tài)度印刻在整個博士生涯。實驗中,每當結果出現(xiàn)錯誤時,她總是耐心找出問題所在,并一遍一遍地認真修改;因為實驗涉及放射性氣體,雷潔紅常常需要進入條件艱苦的山區(qū)實驗室進行實驗。因為材料特殊,她和同事每次走進實驗室之前,都需要穿專業(yè)的防護服,并且在此之后不能喝水,不能吃東西,也不能上廁所,為了加快實驗進度,雷潔紅常常在實驗室內忍受著精神和體能的雙重挑戰(zhàn)。因為態(tài)度踏實,做事認真,雷潔紅后來成為同屆中國工程物理研究院博士畢業(yè)生中的佼佼者,她的科研成果和論文也在行業(yè)內獲得廣泛認可。
博士畢業(yè)后,雷潔紅前往西華師范大學工作。對于自己的未來,她制訂了清晰的規(guī)劃,“我一開始給自己的定位就是大學老師和科研工作者,除了老老實實做科研,我還要傳授知識,將科研理念傳承下去,讓科研的車輪不斷前行,永不停歇”。
堅定不移的方向
在凝聚態(tài)物理領域,雷潔紅的研究方向主要集中在慣性約束聚變方向(ICF)。ICF是實現(xiàn)受控熱核聚變的途徑之一,它是通過內爆對熱核燃料進行壓縮,使其達到高溫高密度,實現(xiàn)熱核點火和燃燒,從而獲取聚變能的方法。ICF領域研究工作對國民經濟、基礎研究探索等都有著重大的戰(zhàn)略意義,雷潔紅也在多年不停歇的探索中,交出了一份于國于民都影響深遠的時代答卷。
雖然如今雷潔紅已經在ICF方向取得巨大成就,但曾經的她也差點和研究方向失之交臂。20世紀60年代,自激光器問世以后,中、美、日等國即著手激光驅動慣性約束聚變研究,經過40多年發(fā)展,研究已取得重要進展,輝煌時期,美國國家點火裝置(NIF)曾高調地對媒體宣布,在2012年進行點火演示。雷潔紅解釋說,美國在一些研究領域確實代表了最高水平,如果點火成功,將證明慣性約束聚變(ICF)的科學可行性,這也是ICF研究的重要里程碑。
然而勝券在握的研究,最終卻以慘敗收場,這不僅讓美國國家點火裝置(NIF)的科學家們大受打擊,也讓整個科研領域研究的熱情降到冰點?!把芯款I域遭遇巨變,這讓當時還是學生的我陷入迷茫,因為開始研究的時候,整個科學界都非常關注這一領域,但現(xiàn)在大家對這個研究領域都不聞不問了,當時就懷疑自己是不是選錯了方向?!?/p>
在遲疑了一段時間后,雷潔紅決定堅持下去。她說:“后來我仔細想了一下,我覺得有些事情不能太注重別人的想法,只要認定事情做出來是有意義的,就應該堅持去做?!?/p>
在博士生導師唐永建老師的帶領下,雷潔紅決定堅持,博士畢業(yè)后,她選擇在ICF領域內繼續(xù)深研,當時,工作地西華師范大學沒有實驗專用的大型物理設備,于是,雷潔紅就和學校領導以及博士生導師協(xié)商,讓她能在每周上課之余,回到九院繼續(xù)進行實驗。
兩邊跑的日子很辛苦,但雷潔紅說:“雖然遇到很多這樣或那樣的困難,但當時更多的想法還是怎么克服,解決問題,而不是放棄?!币彩窃趫猿植环艞壍娜找估铮诐嵓t做出了矚目的科研成果。
前期在開展激光裝置上的靶物理實驗研究時,雷潔紅獲得了靶物理實驗的關鍵數(shù)據(jù),基于這些數(shù)據(jù),她做了大量ICF靶丸燃料和靶丸結構設計的相關研究,在靶丸結構設計研究領域有突出貢獻。
后來,隨著研究的深入,針對ICF靶中氚的來源和氚的自持問題,她創(chuàng)新設計了具有氘氚化鋰薄膜涂層的新型ICF靶,這個新型的ICF靶型突破了近10年來靶聚變燃料容量的填充瓶頸,可在不增加點火靶容積和充氣壓力的情況下提高聚變燃料容量,首次解決了靶聚變燃料中氚的自持問題,對下一步開展先進靶丸的研制有極其重要的指導意義。這項研究成果也得到了ICF靶制備領域多位知名專家的高度評價:“雷潔紅同志首次提出了氘氚化鋰薄膜涂層的先進設計理念,突破了靶聚變燃料容量的填充瓶頸,獲得了極具創(chuàng)新性的成果。”
最近,雷潔紅在研究中發(fā)現(xiàn),要在實驗中實現(xiàn)制備具有氘氚化鋰薄膜涂層的新型ICF靶,有一個重要的技術難題必須解決,即氫化鋰的水解。她解釋說,氫化鋰的化學活性很強,很容易與空氣中的水發(fā)生反應釋放出氫氣,在裝填氘氚化鋰薄膜涂層的新型ICF靶時,必須解決氘氚化鋰薄膜涂層的防護問題,否則,氘氚化鋰一旦反應水解,氘氚化鋰的DT密度降低,新型ICF靶將失去本來的效用。因此開展新型ICF靶聚變燃料防護膜的設計研究對制備有氘氚化鋰薄膜涂層的新型ICF靶具有重要意義,是解決ICF聚變反應中氚的來源和氚的自持問題的先決條件,同時對激光慣性約束聚變靶組裝等應用研究具有重要的意義。
未來,雷潔紅希望在ICF方向繼續(xù)做大做強。雖然目前所在工作單位的實驗場地、實驗設備和人員配備等條件有限,但她還是會延續(xù)過往的工作經驗:兵來將擋,水來土掩。也許,ICF的前行之路依然荊棘叢生,但在ICF方向摸爬滾打多年之后,雷潔紅已然無畏無懼。