——快速開創(chuàng)科技成果轉(zhuǎn)化新局面"/>
黃雪霜 吳 彪
鳳麟核青島基地
3年前,100多名博士懷著“發(fā)展先進核科技,讓人類生活更美好”的使命,響應(yīng)黨和國家加快科研成果轉(zhuǎn)化的要求,毅然投身到科技成果轉(zhuǎn)化的時代浪潮中,他們就是被稱為“科技小崗”的鳳麟核團隊。
3年時光匆匆而過,在這致力科技創(chuàng)新的新時代,吳宜燦院士創(chuàng)立的鳳麟核堅持“做有用的科研”,在實現(xiàn)“高水平科技自立自強”征途中乘風(fēng)而上,他們重新出發(fā)、白手起家,披星戴月、埋頭苦干,深入踐行習(xí)近平總書記提出的推動創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈資金鏈人才鏈深度融合的重要論述,創(chuàng)立了“研學(xué)產(chǎn)金”四合一融合聯(lián)動的科技創(chuàng)新發(fā)展新模式,建立了特色鮮明的科技創(chuàng)新與科研成果轉(zhuǎn)化機制體制,在重慶、青島、南京、合肥等城市建立了四大高科技研發(fā)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化主基地,并輻射帶動多個分基地快速建設(shè)的新格局,簽約各類投資與合作項目資金已超過150億元!
短短3年里,鳳麟核團隊完成從科學(xué)家到產(chǎn)業(yè)化先鋒的角色轉(zhuǎn)變,迅速在平臺建立、人才引育、產(chǎn)品研發(fā)等方面全面開花:
——在新的機制體制下,他們積極推動多方合作,快速建立了具有開創(chuàng)意義的新型研發(fā)機構(gòu)。他們與國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先單位強強聯(lián)合,成立了中國中子治療協(xié)同創(chuàng)新平臺、嶗山實驗室能源動力研究中心、山東大學(xué)核科學(xué)技術(shù)研究院、山東大學(xué)齊魯醫(yī)院中子醫(yī)學(xué)中心、山東省中子科學(xué)技術(shù)重點實驗室、青島市中子檢測技術(shù)重點實驗室、南京市工程技術(shù)中心、南京市博士后創(chuàng)新實踐基地等,形成了由事業(yè)單位、混合所有制公司、高校合作平臺及金融機構(gòu)等不同單位構(gòu)成的創(chuàng)新聯(lián)合體,實現(xiàn)了“研學(xué)產(chǎn)金”的深度融合,鳳麟核在先進核能領(lǐng)域的國際影響力也隨之持續(xù)增強。2022年,來自國際能源署(I E A)、中國、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國和歐盟等國家(地區(qū))及組織的執(zhí)委會委員一致推選吳宜燦院士連任國際能源署聚變堆核技術(shù)執(zhí)委會主席,這為國際核能發(fā)展貢獻了中國力量,發(fā)出了中國聲音。
——在新的機制體制下,他們聚集了大批高質(zhì)量人才。2020年開始,在我國受疫情影響的3年里,很多企業(yè)不得不停招或裁員。鳳麟核逆勢而上,廣發(fā)“求賢令”招聘英才,從最開始創(chuàng)業(yè)的100余人發(fā)展到現(xiàn)在600余人的核心隊伍。新華社在2022年5月6日的報道更是評價其為“逆勢招聘”。如今,團隊已成為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、西安交通大學(xué)、山東大學(xué)、浙江大學(xué)等國內(nèi)一流大學(xué)的研究生協(xié)同創(chuàng)新培養(yǎng)基地,吸引了100余名優(yōu)秀研究生加入聯(lián)合研究。
——在新的機制體制下,他們以數(shù)倍于原來的速度,創(chuàng)造了令業(yè)界震驚的“鳳麟核速度”。聚焦中子科學(xué)技術(shù),團隊在“鳳麟云”智能核科技軟件、“中子光”精密核探測裝備、“核電寶”先進核能系統(tǒng)、“麒麟刀”精準放射治療系統(tǒng)等“云光寶刀”系列創(chuàng)新技術(shù)上再獲新突破:
國際首臺緊湊高分辨率智能中子照相機產(chǎn)品定型啟動量產(chǎn),高溫長壽命中子管產(chǎn)品定型參數(shù)達國際先進水平,超高流強穩(wěn)態(tài)氘氚中子源大型科學(xué)裝置正式立項并啟動建設(shè);
在國際上首次提出“核5G”概念并研發(fā)核電寶技術(shù),帶動國際研究熱點,成功建成國際首臺十兆瓦級車載核電寶工程集成模擬試驗樣機,作為牽頭主力完成我國首個空間核反應(yīng)堆領(lǐng)域國家重點研發(fā)計劃項目;
自主研發(fā)了我國首套通過國家創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批的精準放射治療計劃系統(tǒng),“麒麟刀”系列高端醫(yī)療產(chǎn)品獲批國家醫(yī)療器械注冊證,且研發(fā)我國首臺套中子治療臨床裝置,開啟了我國癌癥的新療法(即“第五療法”);
自主研發(fā)的一體化核設(shè)計與安全評價軟件SuperMC/TopMC通過英國通用設(shè)計審查認證(GDA),在90多個國家、1000多家單位獲規(guī)模化應(yīng)用。
國際首臺高分辨率智能中子照相機
中子照相機作為鳳麟核布局青島基地的第一個高科技項目,對航空航天等高端裝備制造產(chǎn)業(yè)中的檢測至關(guān)重要。截至2020年,中子照相技術(shù)已經(jīng)在全球范圍的無損檢測領(lǐng)域逐漸形成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,但在國內(nèi)還遠遠滿足不了工業(yè)應(yīng)用的需求。項目剛落地青島,鳳麟核團隊成員就快馬加鞭地趕來,其中還包括孩子剛出生的年輕人。平均年齡才30歲出頭的團隊成員,心里都憋著一股勁兒,立志一定要把這個項目用最快的速度做好,切實解決國家“卡脖子”難題。
第一臺中子照相機設(shè)計和研發(fā)時,剛建好的實驗室甚至還沒完成裝修。毛坯房里堆著建筑材料,門窗都沒來得及裝,冬天里零下十多攝氏度,寒風(fēng)從窗戶洞里呼嘯而過。不少來自南方的團隊成員,因為沒有在北方過冬的經(jīng)驗,穿的是不防風(fēng)的輕便薄棉服。每天泡在寒冷的實驗室,冷冽寒風(fēng)常常凍得人雙手麻木、幾乎失去知覺;調(diào)試實驗室位于地下六層,因為邊裝修邊調(diào)試,通風(fēng)不佳導(dǎo)致實驗室里氣味很重。即便如此,項目組的成員還是戴著口罩,一工作就是連續(xù)十幾個小時,經(jīng)常忙到下半夜兩三點……雖然條件非常艱苦,但吳宜燦院士也時常和項目組成員一起攻堅克難,讓大家深受鼓舞,也讓整個團隊更加斗志昂揚、干勁十足。
挑戰(zhàn)不僅來自嚴苛的環(huán)境,還來自一些領(lǐng)域?qū)<覍τ谠O(shè)計方案的質(zhì)疑。很多國內(nèi)同領(lǐng)域?qū)<叶几杏X鳳麟核團隊的步子邁得太大、方案有些激進,紛紛建議他們循序漸進、從低指標做起:“我們做了20多年研究了,也不敢直接上這么大的參數(shù)”“你們的方案有些激進,我是不會這么做的”……但鳳麟核團隊頂住壓力,他們認為做產(chǎn)業(yè)化不同于基礎(chǔ)研究,產(chǎn)品要以滿足用戶的需求為第一要務(wù),用戶的需求就是他們的目標和方向。懷抱這樣的信念,他們決定迎難而上。
“要么創(chuàng)新,要么滅亡”,這是鳳麟核團隊貼在墻上、記在心里的行動口號。中子照相機涉及電物理、真空、電氣、材料、機械等多學(xué)科耦合,國內(nèi)外幾乎沒有成熟的經(jīng)驗可供參考,任何一個技術(shù)難題沒有突破都可能對項目造成致命打擊。研發(fā)過程中,科研人員一邊密集研討、大膽設(shè)計,一邊分析測試、小心求證。他們設(shè)計制作的測試件就有幾百個,開展的測試有上千次。梅花香自苦寒來,在他們的持續(xù)攻關(guān)下,一體化緊湊型中子源、高效中子慢化準直、高保真中子圖像處理等關(guān)鍵技術(shù)被各個擊破,緊湊型高分辨率中子照相機的參數(shù)一步步提高。
2021年下半年,中子照相機完成了組裝,還在開展最后的調(diào)試時,一家用戶單位就緊急找了過來,希望盡快使用中子照相機幫助他們檢測一批樣品。項目組對自己的產(chǎn)品信心滿滿,接下了這項任務(wù)。大家輪流值班,經(jīng)過兩天兩夜不眠不休完成了所有樣品的檢測,并把中子照相無損檢測報告提交給了用戶。用戶單位對被檢樣品進行了人工破壞性復(fù)檢,復(fù)檢結(jié)果與項目組的檢測結(jié)果完全一致,中子照相機的檢出率達到了100%!
2022年1月,緊湊型高分辨率中子照相機通過科技部認定的第三方專業(yè)科技成果評價機構(gòu)組織評價,被院士專家組一致評價為“該成果具有自主知識產(chǎn)權(quán),核心技術(shù)自主可控,實現(xiàn)了中子照相機智能化,整體技術(shù)和指標達到國際領(lǐng)先水平”“為解決我國亟需重大裝備無損檢測的難題作出重大貢獻,經(jīng)濟社會效益顯著,應(yīng)用前景十分廣闊”。相關(guān)成果受到新華社、央視網(wǎng)、學(xué)習(xí)強國、光明網(wǎng)和《人民日報》《中國日報》《科技日報》等中央級主流媒體密集關(guān)注,紛紛以“國際首臺高分辨率智能中子照相機在青島成功研制”為主題對其進行報道。
“天下武功,唯快不破”。同等參數(shù)的高分辨率智能中子照相機過去在國內(nèi)一直未能研制成功,而鳳麟核團隊下定決心后僅僅用了不到2年時間就完成了突破與研制。目前,鳳麟核中子照相機已啟動量產(chǎn),并已成功應(yīng)用于航空航天、能源裝備、電路結(jié)構(gòu)、動力電池等領(lǐng)域的無損檢測,未來將為我國高端裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)揮更大的作用。
吳宜燦院士(中)指導(dǎo)中子管研發(fā)
中子管是中子油氣勘探等裝備的核心設(shè)備,可廣泛應(yīng)用于石油、天然氣勘探等領(lǐng)域。由于其技術(shù)要求高、工藝復(fù)雜,我國在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的裝備一直受到國外技術(shù)封鎖的影響,嚴重影響我國的能源安全。
由于中子管要鉆到地下6000米探測石油,因此中子管的研發(fā)面臨著不少巨大的技術(shù)挑戰(zhàn):一是中子發(fā)生器是集高電壓、高氣壓、高水壓、高真空、高溫于一體的“五高”復(fù)雜集合體,單解決其中任何一個問題都非常困難,同時解決這“五高”問題更是難上加難;二是中子管對于尺寸和工藝要求非常嚴苛,直徑小至25毫米,長度也只有十多厘米,但是卻要承受10萬伏的高壓,還要求每秒產(chǎn)生1億個中子。而且中子管對于可靠性的要求極高,復(fù)雜的工藝中不允許出一丁點兒差錯。
因為技術(shù)挑戰(zhàn)巨大,一開始做出來的中子管,總有幾個參數(shù)不能達到要求,要反復(fù)排查、追溯根源。這個過程極為艱難曲折,有時候為了攻克一個技術(shù)難題,項目團隊要反復(fù)研討幾十次、做上百次實驗,卻進展甚微。但是他們沒有退縮,頂住壓力,團隊上下都堅信只要再多嘗試一點、多努力一點,最后一定能成功。為加快研發(fā)出合格的產(chǎn)品,項目團隊嚴格控制工藝質(zhì)量、流程要求,經(jīng)常24小時排班連續(xù)開展測試。項目到達關(guān)鍵階段時,其中一位技術(shù)骨干更是連續(xù)3個晝夜開展實驗測試,困了就在桌子上趴一下,鬧鐘每5分鐘響一次,提醒自己查看測試數(shù)據(jù)。因為擔(dān)心上廁所錯過數(shù)據(jù),他經(jīng)常幾小時顧不上喝水。最終,當(dāng)“我們成功啦!”的聲音響起,測試結(jié)果顯示中子管的性能終于達到了設(shè)計指標,他激動的心情無以言表。
“貴在堅持,難在堅持,成在堅持”是鳳麟核團隊的行動口號,最終項目團隊在這一信念的支撐下已經(jīng)能夠做到穩(wěn)定地生產(chǎn)出達國際先進水平的高性能中子管,部分關(guān)鍵參數(shù)達國際領(lǐng)先水平。“做有用的科研”是他們的行動理念,做出真正有益于用戶的產(chǎn)品,是他們不斷追求的目標。在這些精神的感召和激勵之下,他們不斷追尋創(chuàng)新、追求卓越,為未來開發(fā)更多科技創(chuàng)新產(chǎn)品支援能源勘探事業(yè),惠及千家萬戶帶來了更多可能。
在分析核能發(fā)展歷程和核能多元化應(yīng)用需求基礎(chǔ)上,鳳麟核在國際上首次提出了第五代核能系統(tǒng)(簡稱“核5G”),帶動了國際研究熱點,而核電寶就是鳳麟核對其提出來的“核5G”的重要實踐。核電寶這個由鳳麟核發(fā)明的緊湊型先進核能系統(tǒng),在世界核協(xié)會有一個特別的“洋名字”——Chinese Hedianbao。它具有超安全、超小型和超長效的技術(shù)特點,設(shè)計壽命長、換料周期長、系統(tǒng)功率寬泛,可靈活組合適配各類應(yīng)用需求,為國家重大戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟領(lǐng)域等提供能源動力。諾貝爾物理學(xué)獎得主卡洛·魯比亞教授認為:“核電寶這種革新性超小型反應(yīng)堆,將給核能利用帶來巨大變革。”
核電寶不僅能從源頭確保核安全,還能夠?qū)⒊叽缱龅梅浅P。@徹底顛覆了人們對核能的認知。圍繞國家戰(zhàn)略需求,2020年8月,鳳麟核啟動了大型液態(tài)金屬回路實驗裝置群研發(fā)項目。2020年12月,項目團隊在前期攻克了兆瓦級關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,又啟動了十兆瓦級全尺寸1∶1車載核電寶工程集成模擬試驗樣機的研發(fā)任務(wù),計劃1年內(nèi)完成。從攻克兆瓦級關(guān)鍵技術(shù)到啟動十兆瓦級攻關(guān),不僅是功率放大10倍這么簡單,背后的技術(shù)難度是巨大的挑戰(zhàn)。剛開始,不僅很多行業(yè)專家覺得不可能,甚至有的項目團隊成員也覺得無從下手。這時,又是吳宜燦院士鼓勵大家“修修補補的微創(chuàng)新并不能帶來深度改變,只有顛覆式創(chuàng)新才能讓科技的價值真正釋放出來”。
在核電寶樣機研制現(xiàn)場,曾經(jīng)發(fā)生過這樣一件趣事:一位新成員初來乍到,看到在高溫容器外面露出一雙腿,很長時間都紋絲不動,以為出了大事兒,急忙喊來其他人幫忙,大家合力把人拖出來才發(fā)現(xiàn)這是一位爬進狹小空間擰螺絲的博士。
2021年3月底的青島,寒風(fēng)依然凜冽,道路上還結(jié)著薄冰。為了加快進度,實驗安裝都是24小時不間斷進行。當(dāng)時總控室還沒有裝空調(diào),值班的成員只能靠著一臺小功率電加熱器取暖,夜里被凍醒是常態(tài),很多人在100多攝氏度的熔化罐旁邊一坐就是半宿。
鳳麟核核電寶研究團隊里有很多這樣的博士,他們常常是前腳剛在辦公室完成方案設(shè)計,后腳又立刻奔赴設(shè)備聯(lián)合研發(fā)的企業(yè)一線車間。這些平日里深耕于攻關(guān)前沿的科技工作者,也常常在車間里與工人師傅們一起討論工藝、一起動手加工……在他們的努力下,一件件國產(chǎn)化核心設(shè)備如期完成設(shè)計加工制造。
就這樣,鳳麟核成功建成了性能和參數(shù)國際領(lǐng)先的大型液態(tài)金屬回路實驗裝置群,在這一裝置群基礎(chǔ)上,他們作為牽頭主力完成了我國首個空間核反應(yīng)堆領(lǐng)域國家重點研發(fā)計劃項目。2021年8月19日晚上,十兆瓦級車載核電寶工程集成模擬試驗樣機終于完成安裝,并實現(xiàn)首次發(fā)電運行。這也是國際首臺十兆瓦級車載核電寶工程集成模擬試驗樣機,其成功建成不僅讓項目團隊成員歡呼雀躍,參與聯(lián)合研發(fā)的企業(yè)也大受鼓舞。核電寶樣機的成功研發(fā),標志著一條具有國產(chǎn)化自主研發(fā)能力的產(chǎn)業(yè)鏈被成功打造。而核電寶作為我國高水平科技自立自強代表性成就,也順利入選中央電視臺黨的二十大獻禮片《領(lǐng)航》,展現(xiàn)了“中國人正在以堅定決心,書寫高水平科技自立自強的新篇章”的時代精神。未來,鳳麟人會繼續(xù)以強烈的責(zé)任擔(dān)當(dāng)扛起一件件大國重器的研制任務(wù),為將我國建設(shè)為核科技強國貢獻自己的力量。
在青島建成的十兆瓦級車載核電寶工程集成模擬試驗樣機
癌癥,是令人聞風(fēng)喪膽的存在,高昂的治療費用和極高的致死率,足以擊潰一個原本美滿的家庭,不少病人因為治療費用太貴,不得不放棄治療。然而,在高端腫瘤精準放射治療設(shè)備制造領(lǐng)域,90%以上的市場都被美國和瑞典等國外公司壟斷?!耙欢ㄒl(fā)展我們國家自己的高端腫瘤精準放射治療設(shè)備,為老百姓降低治療費用”,鳳麟核人正是抱著這樣的初衷,致力于將高端放療裝備國產(chǎn)化,以打破壟斷,降低設(shè)備價格,惠及更多患者。
放療的精度每提升1%,每年就能讓癌癥病患者存活數(shù)量提升30萬。為此,鳳麟核從基礎(chǔ)理論著手,將核能中子輻射與輸運理論研究成果應(yīng)用于放射治療,研發(fā)了精準計劃、精準定位、精準照射、精準測評的“四精”放療治療技術(shù)和“麒麟刀·金、木、水、火、土”腫瘤精準放射治療軟硬件一體化裝備。
在南京研發(fā)的“麒麟刀·火”醫(yī)用直線加速器(《南京日報》 孫中元攝)
設(shè)備研制成功后,醫(yī)療器械注冊證是產(chǎn)品進入市場的通行證。鳳麟核團隊深知,早一天讓自主研制的高端放療產(chǎn)品進入市場,就意味著可以早一天造福中國人。為了早一點拿到注冊證,鳳麟核成員開始了加班加點。在他們注冊臨床實驗的過程中,常常會出現(xiàn)這樣奔波的場景:上午還在東北的醫(yī)院進行交流,下午就出現(xiàn)在深圳的醫(yī)院里。他們的工作甚至達到了忘我程度:有一位研發(fā)人員在迎檢過程中,一不小心腿部猛烈撞到了生產(chǎn)區(qū)門口的擋鼠板上,但為了不耽誤檢查,硬是咬牙堅持,直到第二天工作結(jié)束后才去醫(yī)院處理,腿上淤腫發(fā)黑的傷口已經(jīng)不忍直視,醫(yī)生邊處理邊感嘆他到底是怎么忍下來的。攻關(guān)組成員不折不撓的精神甚至感動了藥監(jiān)局的資深專家。2022年1月30日(臘月二十八)那天,受到攻關(guān)小組昂揚斗志感染的藥監(jiān)局專家也與項目組成員一起加班加點,這才有了鳳麟核攻關(guān)產(chǎn)品在2022年2月8日(正月初八)即成功取得醫(yī)療器械注冊證的結(jié)果。這樣的取證速度在行業(yè)內(nèi)堪稱奇跡。
目前,“麒麟刀·金、木、水、火、土”五大系列產(chǎn)品已經(jīng)全部研發(fā)成功,其中,“麒麟刀·金”成為我國首套通過國家創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批的精準放射治療計劃系統(tǒng);“麒麟刀·火”醫(yī)用直線加速器已達全球領(lǐng)先水平,開始在“麒麟刀”技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園試生產(chǎn)?!镑梓氲丁毕盗挟a(chǎn)品已在中國人民解放軍總醫(yī)院(301醫(yī)院)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院、江蘇省人民醫(yī)院、鼓樓醫(yī)院、江蘇省腫瘤醫(yī)院等數(shù)十家三甲醫(yī)院進行臨床應(yīng)用。
在推進高端放療裝備的國產(chǎn)替代之外,鳳麟核團隊還開啟了癌癥“第五療法”中子治療裝備的研發(fā)。中子精準腫瘤治療達到細胞級精度,只需1~2次照射,每次照射時間為30~50分鐘,治療過程全程無痛、副作用小,可極大提升患者生活質(zhì)量。
鳳麟核先后攻克了小型化中子源、中子束精準調(diào)控、中子精準治療計劃等關(guān)鍵技術(shù),研制了中子精準腫瘤治療臨床裝置“中子刀”,裝置安全性高、投資成本低、易于推廣,可大幅降低患者的治療費用。2022年1月19日,山東大學(xué)齊魯醫(yī)院中子醫(yī)學(xué)中心簽約暨啟動儀式在青島院區(qū)舉行。這標志著我國首臺套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中子精準腫瘤治療臨床裝置“中子刀”正式落戶青島,并有望在臨床實踐中發(fā)揮更大作用。
總會有癌癥患者家屬通過各種渠道聯(lián)系到鳳麟核,急切希望能用上“麒麟刀”。麒麟瑞世,“麒麟刀”的名字充滿了美好的寓意,鳳麟核團隊不忘“發(fā)展先進核科技,讓人類生活更美好”的工作使命,他們打造的響亮的高端民族品牌,正讓越來越多的患者受益。
新時代,科研工作者肩負著巨大的責(zé)任和使命,不僅要關(guān)注自己的研究領(lǐng)域,更需要思考如何將科技成果轉(zhuǎn)化為更實際、更有意義的應(yīng)用,這是黨和人民在新時期對科研工作者提出的新要求。在2023年兩會前,吳宜燦院士及鳳麟核團隊登上中國政府網(wǎng)公眾號推出“關(guān)注2023《政府工作報告》”主題宣傳推文封面,為我國科技創(chuàng)新代言。
30余年的厚積薄發(fā),促成了3年前的鳳凰涅槃。3年以來,鳳麟核勇立潮頭、緊跟時代步伐,深入踐行習(xí)近平總書記提出的推動創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈資金鏈人才鏈深度融合的重要論述,堅持做有用的科研,踏出了“研學(xué)產(chǎn)金”四合一創(chuàng)新模式的實踐之路,他們積累的寶貴經(jīng)驗獲得了《人民日報》《光明日報》和新華社、人民網(wǎng)等多家主流媒體的報道。
這些行之有效的特色模式,已成為新時代科技創(chuàng)新的典范和標桿,為我國科技成果轉(zhuǎn)化難問題提供了一條解決路徑,助力我國實現(xiàn)高水平科技自立自強?!安煌鼇頃r路,奮進新征程?!奔缲撔聲r代科技創(chuàng)新代言人的責(zé)任與擔(dān)當(dāng),一路披荊斬棘,鳳麟核以更加昂揚的姿態(tài),邁向新征程、建功新時代。