沿著核技術(shù)應(yīng)用的生命線走下去
——記中國計量科學(xué)研究院電離輻射計量科學(xué)研究所主任李德紅

鄭 心 王 鵬

1945年第二次世界大戰(zhàn)末期，兩顆被引爆的原子彈第一次讓世人見識到了核能的巨大威力；幾十年后，先后爆發(fā)的切爾諾貝利及日本福島核電站核事故加劇了世人對核輻射的恐慌。近年來，在大眾對核輻射長期影響的認知逐漸加深，但主流輿論卻缺乏系統(tǒng)的輻射科普教育的背景下，一部分人對核輻射的恐懼和抵觸心理幾乎已達到了“談核色變”的地步。但通過中國計量科學(xué)研究院電離輻射計量科學(xué)研究所主任李德紅的敘述可以得知，其實大可不必如此。

且不說歷史長河中，核事故發(fā)生的概率有多低，就從萬事萬物均為“一體兩面”的角度看，核技術(shù)也是“天使與魔鬼的結(jié)合體”，只要將利用手段控制在合理且科學(xué)的范圍內(nèi)，就可極大促進社會發(fā)展。正如救死扶傷的醫(yī)院如今大多已將核醫(yī)學(xué)科列為常設(shè)科室，而核醫(yī)學(xué)檢查、治療方案，對于腫瘤等疾病患者而言，也早已司空見慣?！暗匾姆雷o措施和監(jiān)測仍是不可或缺的?！崩畹录t在打消眾人顧慮之余，也不忘嚴謹?shù)厍庙懢?，“輻射，尤其是電離輻射，就像是人類一個神秘也危險的朋友，‘近之則不遜，遠之則怨’。如何把握好與它的‘相處之道’，正是我和同事尚在探索的科學(xué)奧秘?！?/p>

伊始：心懷乾乾篤志

李德紅

“嚴謹”，是李德紅作為一名“計量人”基本的職業(yè)素養(yǎng)。身在中國計量科學(xué)研究院電離輻射計量科學(xué)研究所，長期從事電離輻射計量學(xué)領(lǐng)域測量方法研究，他承擔著賡續(xù)研究、建立維護電離輻射國家計量基準、標準和相關(guān)測量技術(shù)的研究任務(wù)，而他的身后，則是國家基準、標準體系的主體和核心，是負責(zé)全國電離輻射劑量學(xué)量值傳遞工作的權(quán)威平臺。因此，多年來“擔重責(zé)、挑重擔”、與數(shù)據(jù)為伍的輻射監(jiān)測研究工作讓李德紅不得不時時刻刻保持敏銳和警醒，“輻射監(jiān)測工作有著為國民健康保駕護航的重大意義，也是推廣科學(xué)環(huán)保工作的重要一環(huán)，切不可掉以輕心，必須在提高其檢測準確度的道路上不斷向前。而從核技術(shù)發(fā)展的角度而言，保證核安全也是在有效延長核能應(yīng)用的生命線”。

對行業(yè)的清晰認知給了李德紅奮發(fā)努力的正確方向，經(jīng)過數(shù)年努力，他分別于2013、2017、2022年，3次榮獲中國計量測試學(xué)會科技進步獎。但面對榮譽，他總是處變不驚：“比起欣喜，我感受到更多的是鞭策?！边@抹堅毅、沉著的性格底色確非一日之功，其實早在李德紅求學(xué)時便已有展現(xiàn)。

“鈾235”即鈾元素里中子數(shù)為143的放射性同位素，其不僅是自然界中唯一能夠發(fā)生可控裂變的同位素，更是核反應(yīng)中核燃料及核武器制造主要原料之一。曾經(jīng)，高中課本里出現(xiàn)的這一神奇物質(zhì)為青年時期的李德紅悄然埋下了一個有關(guān)精進核工業(yè)、助力國防建設(shè)的夢想?！败姀姸髧病钡牡览肀焕畹录t默誦了千百遍，投身核事業(yè)的強烈意愿經(jīng)由三寸筆尖被他一路從練習(xí)試卷上傾瀉到擇校志愿上，“那時志愿表要填報5所院校，其中4所的第一志愿都被我填上了核物理相關(guān)的專業(yè)”。

最終，核科學(xué)辦學(xué)底蘊深厚的蘭州大學(xué)承接了這份求學(xué)夢想，卻不料天意有時弄人，因為成績優(yōu)異，李德紅被“國家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基地”錄取，就此陰差陽錯地與粒子物理與原子核物理專業(yè)擦肩，成了物理學(xué)（半導(dǎo)體器件與微電子學(xué)）專業(yè)的一名新生。

“我立刻跑去跟學(xué)校反應(yīng)要轉(zhuǎn)回粒子物理與原子核物理專業(yè)”，這份少年意氣在導(dǎo)師的諄諄教導(dǎo)下最終沒有成行。明明距離自己的夢想只有一步之遙，脆弱的人或許會被困在一時的遺憾中，但李德紅沒有?！安辉谙鄳?yīng)的班級有什么關(guān)系，我完全可以利用課余時間去上核物理的課程?！庇谑?，旁聽課程、動手實驗還要兼顧本專業(yè)學(xué)習(xí)，他半點都沒落下，最終與自己入學(xué)之初設(shè)定的目標僅差了一張學(xué)位證書?！耙灾R儲備來看我應(yīng)該是能拿到雙學(xué)位的，但最后實在是沒時間兼顧了，粒子物理與原子核物理專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計我就沒有參加?！毙叶?，這份小小遺憾很快便在碩士生涯中得以彌補，李德紅被免試保送到了主持中國首臺強流中子發(fā)生器建設(shè)的學(xué)術(shù)前輩——蘇桐齡教授門下。但他成為獨當一面的科研人員的考驗才剛剛開始。

“讀博的確是一件有點辛苦的事情?！崩畹录t曾在復(fù)旦大學(xué)的校園中發(fā)出如此感嘆。再一次“大同小異”的“跨界”經(jīng)歷讓他重溫了苦讀文獻、埋首書海的滋味，但這僅是壓力來源的冰山一角，“我的博士專業(yè)是放射醫(yī)學(xué)。與碩士階段的模式有所不同，博士階段導(dǎo)師主要負責(zé)把控方向，需要我做一些自主探索”。也就是從那時起，李德紅開始接觸到輻射防護。

李德紅團隊與“γ射線空氣比釋動能（環(huán)境水平）標準裝置輻照器”合影

本質(zhì)上來講，輻射是一種能量交換/傳播現(xiàn)象。宇宙中，任何非絕對零度的物體都存在輻射，按能量大小可分為非電離輻射（包括紫外線、可見光、紅外線、微波、無線電波及超聲波等）和電離輻射（包括α粒子、β粒子、中子、X射線及γ射線等）。一般來講，非電離輻射能量很低，屬于安全的輻射，無須特殊防護，而需要注意防護的輻射一般指能量高的電離輻射。生活中，人類受到的電離輻射主要來自兩個方面：一是本底輻射，包括日常生活中空氣、食物、水、土壤、建筑材料等里面的放射性元素及宇宙射線等；二是人工輻射，包括醫(yī)療輻射（如CR/DR、CT等）及核事故等。而后者，正是李德紅從博士起，堅守到如今的研究重點。

2009年，李德紅走入了中國計量科學(xué)研究院電離輻射計量科學(xué)研究所。工作之初，下基層檢測儀表是常事，“在旁人眼中，這可能是重復(fù)而枯燥的簡單勞動”，但卻絲毫沒有磨滅他的追夢熱忱，“我知道我的每一步通往哪里”。很快，這份篤定便為他帶來了主持其后的獲獎項目“防護水平γ射線空氣比釋動能基準裝置的研究與建立”的機遇。

歷時9年，李德紅帶領(lǐng)團隊突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了核心標準器完全國產(chǎn)化和自主可控，研制和建立的基準裝置及其量傳體系達到國際先進水平，使我國成為11個可提供Cs-137 γ射線空氣比釋動能基準量值的國家之一，收獲了國際原子能機構(gòu)/世界衛(wèi)生組織（IAEA/WHO）劑量基準實驗室（PSDL）的榮譽稱號，極大提升了我國的國際影響力。值得一提的是，Cs-137 γ射線核應(yīng)急水平參考輻射場整體技術(shù)能力達到國際領(lǐng)先。此外，項目還修訂了包括檢定系統(tǒng)表在內(nèi)的國家計量技術(shù)法規(guī)，實現(xiàn)了我國γ射線防護量值傳遞的全鏈條覆蓋，確保了全國量值準確和統(tǒng)一。面對“核安全、社會安全和軍事安全”的重大戰(zhàn)略需求，相關(guān)成果直接為我國核能、國防、環(huán)境保護、醫(yī)療衛(wèi)生、公共安全、科學(xué)研究等領(lǐng)域和行業(yè)提供了計量技術(shù)支持，近年來通過各種成果轉(zhuǎn)化方式產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益約2453萬元，未來還會有更廣泛、更深入的推廣與應(yīng)用。至此，十數(shù)年前專心一志終得回響，但李德紅的追夢之旅還遠未止步。

項目組成員開展累積型劑量計測量

蝶變：守得灼灼之心

19世紀末的科學(xué)界都在為物質(zhì)放射性的發(fā)現(xiàn)歡欣鼓舞，卻沒有人注意到它可能帶來的巨大危害。直到1896年，傳奇發(fā)明家特斯拉故意將手指放在X光下，才發(fā)現(xiàn)X光竟能產(chǎn)生灼傷。而放射性物質(zhì)對基因的影響更是到1927年才被發(fā)現(xiàn)。為了更準確地量化人體遭受有害輻射的嚴重程度，學(xué)界提出了“吸收劑量”的概念，即每千克人體組織吸收輻射的能量大小。但是，不同的輻射源對人體的傷害效果是不一樣的。為此，科學(xué)家們又專門定義了一種叫作“當量劑量”的物理量，讓不同類輻射的殺傷力之間可以進行公平的比較，也由此誕生了一門全新的學(xué)科——輻射劑量監(jiān)測。

這門學(xué)科的現(xiàn)實意義不言而喻。隨著核技術(shù)應(yīng)用的不斷推廣，目前核技術(shù)已逐漸成為國民經(jīng)濟的重要組成部分。以我國為例，核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)值已達到國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的0.4%左右（2015年產(chǎn)值達3000億元），近年來年均增長率均超過20%。為確保核安全，國家和社會投入了大量資源進行輻射監(jiān)測，尤其是對于環(huán)境輻射劑量的監(jiān)測，體現(xiàn)在核技術(shù)應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)。

“在環(huán)境輻射監(jiān)測領(lǐng)域，采用熱釋光劑量計或光釋光劑量計等設(shè)備進行累積劑量監(jiān)測是當前國際通用的方法?！泵棵空劶白约旱膶I(yè)領(lǐng)域，李德紅總是滔滔不絕。從他的介紹中可以了解到，目前在國際上，光釋光劑量計以其可重復(fù)測量、信號保留時間更長等優(yōu)勢，已逐漸顯現(xiàn)出取代熱釋光劑量計的趨勢，尤其在環(huán)境輻射監(jiān)測、核電、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。2015年，國際原子能機構(gòu)/世界衛(wèi)生組織在開展劑量監(jiān)測能力質(zhì)控比對的活動中，已將光釋光劑量計替代熱釋光劑量計作為全球范圍內(nèi)質(zhì)控比對的傳遞標準。為順應(yīng)時代發(fā)展要求，確保無源累積型劑量計的量值準確與統(tǒng)一，美國、德國和日本等先進發(fā)達國家針對累積劑量監(jiān)測工作率先提出了覆蓋全國的、完善的技術(shù)管理要求，建立了相應(yīng)的國家計量標準和量值溯源方法，為上述國家的核技術(shù)安全利用提供了前沿可靠的計量數(shù)據(jù)保障，實現(xiàn)了測量技術(shù)的不斷迭代升級。

反觀國內(nèi)，雖然中國計量科學(xué)研究院早在20世紀90年代初就已建立起熱釋光劑量計檢定國家標準，但裝置已經(jīng)運行多年，檢測能力已很難滿足新的溯源需求。而針對光釋光劑量計的溯源方法尚未建立、質(zhì)控手段不完善，直接影響了光釋光劑量計在國內(nèi)的推廣應(yīng)用。面對此種態(tài)勢，李德紅很清楚，要提升我國環(huán)境輻射監(jiān)測用無源累積型劑量計的測量能力和溯源技術(shù)水平，從“跟跑”走向“并跑”位置，需要一場華麗的蝶變。為此，他帶領(lǐng)項目組歷時數(shù)年開展一系列研究。

首先，李德紅團隊開展了光釋光劑量計檢測能力建設(shè)，建立了國內(nèi)首個光釋光劑量計檢定標準裝置。在此基礎(chǔ)上，他們系統(tǒng)研究了在量值傳遞過程中各個影響因素，對其校準因子的不確定度進行評定，完成了光釋光劑量溯源方法研究，填補了國內(nèi)光釋光劑量測量裝置溯源的空白。這是符合我國國情的檢定規(guī)程的誕生歷程，也是李德紅個人職業(yè)生涯的又一光點。

歲月不居，時節(jié)如流。2022年，李德紅再次厚積薄發(fā)，憑借“環(huán)境輻射監(jiān)測用無源累積型劑量計溯源與應(yīng)用”項目摘得2022年度中華環(huán)保聯(lián)合會科技獎特等獎的桂冠。未來還有多遠，李德紅不知道，但他能夠保證的是，在投身科研的每一寸光陰里，或是夜以繼日的奮學(xué)，或是晨起而奔的輾轉(zhuǎn)，他都會心懷乾乾篤志，堅守灼灼之心，不枉時光漫長。“我的愿望很簡單，為核技術(shù)安全應(yīng)用貢獻微薄之力，沿著發(fā)展的生命線一直走下去?！彼f。