【新能源工程实践】What?研究核能的孙安教授在课上教能源系同学做操!


本周新能源工程实践课我们邀请了我院研究核能的孙安教授,他为我们详细介绍了带电粒子加速器和他本人目前负责的南京质子源项目。孙安教授本人的经历非常丰富,先后在美国橡树岭国家实验室、美国杰弗逊国家实验室和韩国原子能研究院学习和做研究。现任我院教授、博士生导师,还是南京大学能源科学研究院质子直线加速器研究所所长,南京质子源首席科学家,2013年入选国家“千人计划”。

(图为孙安教授给同学们授课)

孙安教授首先为我们介绍的是带电粒子加速器。带电粒子加速器就是利用电磁场将带电粒子加速到一定速度和能量的装置,可分为静电加速器(利用静电场加速带电粒子)和电磁震荡加速器(利用交变电场加速带电粒子)。静电加速器可细分为电子枪(电子束)、离子源(离子束)、单级静电加速器(质子束)和串列加速器(负离子、正离子同时加速);而电磁振荡加速器可根据工作模式分为行波加速器、驻波加速器和感应加速器,又可根据工作波长分为L波段加速器、C波段加速器、S波段加速器和X波段加速器。之后孙安教授非常详细地介绍了七种驻波加速器:漂移管加速器、射频加速器、谐振腔加速器、边耦合腔加速器、椭球超导腔加速器、Spoke腔超导加速器、同步加速器储存环和回旋加速器,向我们一一介绍了各自的工作原理。

科学的不断发展最终都是为了投入实践应用,当然,带电粒子加速器的应用前景也非常广阔,从教授的讲解之中我们了解到,加速器的研究对洁净核能源的开发、对医疗、对工业农业等多方面都会有巨大的推动作用。由于原子核内部存在非常强大的作用力,加速器能量的增加有利于深入探索原子奥秘;而自然界中少无中子的元素,利用加速器能生产多种临床应用的缺中子短寿命的同位素;也能促进核能方面的研究,对核反应堆工程材料和器件进行精细研究,开发清洁核能源;医疗卫生方面,可用于放射治疗和医疗器械用品的消毒,其中质子放疗能大大减少对正常细胞的伤害;在工业上可用于材料的辐照加工改性;在农业生物方面,可用于辐照育种、保鲜、杀虫等。

之后教授介绍了他目前主持负责的一个八年项目——南京质子源(又称“强流高亮度超导质子源”)。针对带电轻子味道转换过程和核对称能研究等重大科学前沿问题与质子束应用技术的发展,提出了建造“强流高亮度超导质子源”(简称SPS)。南京质子源主要包括:强流质子源、强流质子超导直线加速器、多能量和流强质子束流线和多功能用户终端等。SPS将是国际上功率最大,最先进的综合科学研究装置之一,其超导质子直线加速器与线站整体技术国际领先,将促进材料、核技术、工、农、医、能源等领域共同发展,打破国外技术垄断,一方面维护国家和能源安全,另一方面积极助推一个产值万亿级的庞大产业链!孙教授还提到如果项目建成,南大将进入国际一流大学前五十的排名,让同学们无比激动。    

带电粒子加速器作为生产各种粒子的装置,是世界上最精密的装置之一,并且它的的水平代表一个国家的科技、工业和综合国力水平,它具有广泛的应用领域,需要国家投入大量的人力、财力去发展,更需要有更多的人才加入到这一神圣的行业中来。

(图为孙安教授课上教同学们做操提神解乏)

孙安教授上课风格很不一样,作为醉心科研的科学家,并不高冷严肃,反而十分和蔼亲切。课程一开始并不急于介绍专业知识,而是抛给我们人类的两大哲学问题,其富有热情充满幽默的授课方式,不仅让我们对核能这略显神秘的领域多了一份了解,还让我们感受到做研究也可以不是想象中的枯燥和无聊,也可以这么有热情这么骄傲。上课同学们困了乏了,他会让我们站起来互相捏肩,跟他学“做操”。孙教授课间也亲切地和我们分享他的成功经历,其中强调了情商的重要性,以江河湖水最终都汇入姿态更低的海作比,劝我们要谦卑,并教导大家保持善良的心,多积德行善。这次授课,让我们印象深刻,受益匪浅。


文字:梁洁 梁月

摄影:陈捷