中子科学与生活有何关系？目前有哪些应用场景和突破？瞭望专访中科院院士吴宜灿

　　◆ 中子科学是核科学技术的基础，核技术产业属于国家战略性新兴产业，我国在核技术应用方面存在万亿蓝海市场有待拓展

　　◆ 中子科学的研究内容同我们生活有哪些关系？目前有哪些产品和应用场景，又取得了哪些突破？

　　◆ 本期《瞭望》新闻周刊专访中国科学院院士吴宜灿

　　中国科学院院士 吴宜灿

　　" 只有坚持做有用的科研才能使科技成果不再束之高阁、能够经世致用，切实将在中子研究上取得的成果转化为服务国计民生的生产力。"

　　◆ 吴宜灿，中子科学国际研究院院长、中国科学院院士、国际核能院院士，30 余年来深耕中子科学领域，在中子理论与软件、强流中子源、先进核能系统等方面取得原创性突破，研究成果获得国家自然科学奖二等奖、国家科技进步奖一等奖及美国核学会聚变核能杰出成就奖、欧洲聚变核能创新奖等重要奖项，并担任国际小型铅基反应堆联盟（CASLER）主席、国际能源署（IEA）聚变堆核技术（NTFR）技术合作计划执委会主席、国际原子能机构（IAEA）顾问专家等。

　　◆ 他带领的凤麟核团队被诺贝尔物理学奖获得者卡罗 · 鲁比亚评价为" 世界公认的中子学领域引领者 "。

　　◆ 此为瞭望院士访谈系列文章之一，更多见文末链接

　　文 |《瞭望》新闻周刊记者扈永顺

　　* 本文摘编自《瞭望》新闻周刊 2023 年第 12 期发表的文章《中国科学院院士吴宜灿：做有用的科研打造国际中子名片》，播发时有编辑。【点此可阅读原文】

　　#Q1 《瞭望》：中子科学对普通民众来说是陌生概念，中子科学的研究内容同我们生活有哪些关系？

　　中国科学院院士吴宜灿：中子的发现和应用是近代最重要的科技成就之一。历史上与中子有关的研究工作催生了一批影响世界发展格局的技术和发明。人们形象地把中子称为核能系统的 " 灵魂 "，可以说中子研究是一把打开原子核的 " 钥匙 "，是核科学技术的基础，中子研究也是核能与核技术创新发展的源泉。

　　除了应用于核能，中子技术还有其他广泛应用，比如中子具有穿透力强、对轻元素敏感和成分识别准等突出优势，因此可以被应用于高精度无损检测、油气与矿藏勘探、肿瘤的精准治疗等领域。

　　在高精度无损检测领域，中子照相能够弥补 X 射线等无损检测技术的不足，可实现物体深度部位的检测，并能准确区分不同元素成分。

　　在油气与矿藏勘探领域，中子测井的应用已贯穿油气勘探与生产全过程，直接服务于油气寻找、储层评价、剩余油量动态监控，为油藏增产作出重要贡献。

　　在肿瘤的精准治疗领域，被称为癌症 " 第五疗法 " 的中子治疗，利用中子与肿瘤细胞中富集的硼元素发生特异性俘获反应，会在细胞内产生短射程的 α 粒子和锂离子次级粒子，这些次级粒子的射程仅有微米量级，与肿瘤细胞的直径相当，可靶向杀死癌细胞，而周边正常细胞几乎不受损伤，特别适用于浸润、转移、多发、复发、无法手术、放疗化疗适应不良的肿瘤治疗，目前已走向临床应用。

　　#Q2 《瞭望》：你带领凤麟核团队研发了 " 云光宝刀 " 四类产品，目前这些产品取得哪些突破和应用？

　　吴宜灿：我们这批科技工作者是幸运的，恰逢国家高度重视科技创新的时代。团队成立之初，我们就明确不以只看重论文、专利等方式衡量科研成果，我们将科研方向定位在 " 有用 "，研究成果必须具有应用前景，能够对社会发展产生贡献。我们自主研发了以 " 凤麟云 " 智能核科技软件、" 中子光 " 精密核探测装备、" 核电宝 " 先进核能系统、" 麒麟刀 " 精准放射治疗系统为代表的 " 云光宝刀 " 系列创新技术。

　　在青岛建成的十兆瓦级车载核电宝工程集成模拟试验样机（2021 年 8 月 19 日摄） 受访者供图

　　目前，" 凤麟云 " 智能核科技软件已经走出国门，在全球 90 个国家，1000 余家核相关单位，40 余个国际重大核工程项目中获得广泛应用，成为一张国际名片。

　　在精密核探测装备 " 中子光 " 方面，我们完成了国际首台高分辨率智能中子照相机研发，已应用于航空航天设备检测、动力电池检测等领域。

　　在先进核能系统 " 核电宝 " 方面，我们建成了国际领先水平的十兆瓦级车载核电宝工程集成模拟试验样机、兆瓦级空间核电宝集成原理样机。

　　在精准放射治疗系统 " 麒麟刀 " 方面，研发了我国首台套自主知识产权中子精准肿瘤治疗临床装置 " 中子刀 "，发布了我国首套中子精准肿瘤治疗计划系统，首台产品已落户山东大学齐鲁医院。

　　#Q3 《瞭望》：将中子研究做成了具体产业，这一过程需要做哪些转变？

　　吴宜灿：做有用的科研是指需求驱动，而不仅是好奇驱动。所谓有用，是国家需要、社会需要、市场需要，更是老百姓需要。科研工作从需要中提炼问题，从基础理论源头创新，再到技术攻关与突破，最终到产品集成与市场应用。因此，做有用的科研不是仅将个人兴趣视为科学研究工作的驱动力，评价科研成果水平的标准也不是论文、职称、学历、奖项。

　　除了转变观念，还需要创新模式和机制。我们探索尝试一条新的发展路径和模式——科研院所、高等院校、高科技企业、金融资本等多元深度融合的 " 研学产金 " 四合一科技创新模式。在这种新模式下建立人才与技术共同体、利益与文化共同体，以实现科学统筹和协同攻关。

　　前面提到的 " 云光宝刀 " 进展就是在这种科技创新模式下取得的成绩。自 2020 年 6 月全面尝试新的科技创新模式以来，短短两年时间里，团队在青岛建成了十兆瓦级车载核电宝工程集成模拟试验样机，研发成功国际首台高分辨率智能中子照相机。这样的进度在过去是难以想象和企及的，分析其背后原因：一方面，我们有一支凝聚力强而富有战斗力的队伍，在长期科研实践中实现人才与技术深度交融，这支队伍也在长期合作中形成了共同的利益和文化认知；另一方面，有效整合了各方资源优势，比如科研院所在基础研究方面有特长、高等院校在人才培养方面有优势、企业在市场认知方面灵敏度高，以及金融资本的赋能作用。

　　#Q4 《瞭望》：对提高科技成果转化率和破解科技成果转化难，有何建议？

　　吴宜灿：让实验室的科研成果切实服务于民生，需要科技成果转化。目前仍存在多方面挑战：

　　一方面，关键领域原创科技成果产出少。长期以来，美国一直对中国实施中子及核技术封锁，涉及中子输运模拟软件、中子源、中子管、其他核相关技术等国计民生相关的领域。中子技术应用需立足自主创新，实现科技突破。

　　另一方面，在中子科学技术向产品转化过程中，还存在科技成果转化率低、转化过程迟缓的问题。科技成果转化难，究其实质在于创新链和产业链的脱节。过去的科研实践中，科研院所、高等院校等作为科学技术供给方，被称为创新链；高科技企业、金融资本等作为科学技术需求方，被称为产业链。长久以来，创新链和产业链是相对孤立的，两个链条之间通过专利转让、许可、作价投资等形式实现联动。但是专利属于无形资产，评估和交易过程无疑存在多方博弈，实现其价值难度很大。换句话说，专利是依附于发明者的，人才是第一资源，若不能实现人才资源向企业等科技创新主体高效有序流动，创新链和产业链的联动就难以实现。

　　在过去的人才评价导向中，并未体现和强调科学技术向应用方面的转化。目前国家已经开始改变这种科技成果评价导向和人才价值观，意在全面激发科技成果向生产力转化的活力。比如国家在人才评价方面 " 破四维、立新标 "，加快建立以创新价值、能力、贡献为导向的科技人才评价体系，试点赋予科研工作者科技成果所有权和长期使用权等。下一步需要科技管理部门配套出台更加系统和具体的落实细则，并加强对基层单位落实政策力度的检查，加大奖惩力度，能督促科技政策有效行。

　　#Q5 《瞭望》：你是如何进入中子研究领域并取得建树的？

　　吴宜灿：进入中子学领域可以说是 " 误打误撞 "。我高考化学分数考得比其他学科都高，于是决定报化学类专业。然而填志愿的时候，密密麻麻的专业让我眼花缭乱，看到有个专业叫 " 核反应堆 "，寻思有 " 反应 " 两个字，感觉跟化学差不多。直到被西安交通大学录取，我才知道 " 核反应堆 " 属于物理类专业，我成了班上仅有的两个直接报考该专业的学生之一。

　　随着学习深入，我逐渐意识到中子的重要价值以及在核科学技术领域的重要作用，决心攻读西安交通大学研究生，从此走上了中子科学研究的道路。也就是在这里，我遇到了导师谢仲生教授，他是我国核反应堆物理领域的泰斗，也是我中子研究的领路人。他给了我无微不至的指导，细到公式推导和计算机编程他都要过问，记得有一年大年三十和年初一我们俩还在教室讨论数学推导。硕士毕业后，我考入中科院等离子体物理研究所攻读博士，导师是核聚变领域著名科学家邱励俭研究员，我们提出了一种由聚变中子源驱动的无长寿命放射性废料的清洁核能系统方案，同行专家认为这一成果颠覆了早期国际上关于聚变中子不能有效处置裂变核废料的结论，为聚变技术的早期应用开辟了新途径。硕博求学期间取得的基础理论成果更坚定了我继续从事中子科学研究的决心。

　　后来我在德国卡尔斯鲁厄研究中心（KfK）访学，亲身体会到了国外在中子学软件方面对中国人的 " 封锁 "，深刻地意识到自主化核软件的迫切，回国启动了我们自己的中子学软件研发。当时我们团队成员都很年轻，缺乏积累和经验，可借鉴的东西也少，但我们充满激情，坚信外国人能干的事情我们也一定能干成。我们把 100 多万行程序代码反复折腾了无数次，研发出了一体化核设计与安全评价软件系统，不仅打破了国际垄断，功能上也超越了国际权威软件。

　　为了使更多的中子科学研究成果从理论走向应用，我和团队在中子源技术研究方面也开展了大量的工作，几乎从零起步去挑战世界第一。中子源技术难度大，通过不断试错、不断验证，最终攻克技术瓶颈，成功研制出大型稳态氘氚中子源科学装置，世界同类型装置中我们的源强是最高的，获得了国际同行的高度关注和认可，发展的中子源技术也成为我们产业应用的核心技术基础。

　　一路走过来我经历了不少痛苦磨难和不被理解，也获得了极大肯定和鼓舞，这段经历让我坚信任何事业只要坚守初心、保持定力，秉承 " 一头扎进去 " 的信念，必然会有所收获。

　　刊于《瞭望》2023 年第 12 期

　　点此可阅读原文 >>

　　《中国科学院院士吴宜灿：做有用的科研打造国际中子名片》

　　● 私信我们 "院士访谈"，可阅读本系列全部文章

　　总监制 | 任卫东

　　监制 | 潘燕

　　编辑 | 喻千桓

　　如有收获，请点一下 ↓