发布时间:2019-05-24
□ 庞红硕
“谈核色变”形象地形容了人们对于“核”的恐惧。但其实核物理研究是人类探索微观世界的重要手段,它能通过核裂变获得核能源,为国家、社会的发展提供能源与动力;利用先进的探测设备,为核医学及影像和医疗事业提供最先进的检测和治疗技术;通过建立、发展核理论,制造、升级核试验装置,为许多学科研究奠定基础。北京航空航天大学副教授张高龙,十几年来一直将自己的热情倾注于实验核物理和核技术方面的研究,以不断开拓的精神,在这一研究领域中贡献着属于自己的力量。
结缘核物理学
张高龙出生在陕西兴平农村,年少时的他明白,知识改变命运,想要看看外面的世界,唯一的捷径就是考大学。高考选填志愿专业时,他看中了核物理学这个专业,听从同学父亲说的“兰州大学核物理学不错”的建议,痛快地选择了兰州大学原子核物理及核技术专业。一举考入兰州大学后,张高龙也喜欢上了这个专业,而且踏实勤奋的他,成绩一直名列前茅。
张高龙喜欢做研究,也适合做研究,他说:“让我在实验室一直待着我都不觉得枯燥,我也喜欢一个人静下心来思考问题。”就这样,在兰州大学读完硕士的他凭借优异的成绩考入了北京大学,攻读博士学位。等到在中国原子能科学研究院博士后出站后,2007年12月,他来到了北京航空航天大学(以下简称“北航”)任教。书生意气,挥斥方遒,饱含干劲的他在任教的第一年就成了学校的骨干教师。
实践研究并重
一直以来,张高龙所从事的研究工作都是沿着核—核碰撞及其反应这一主线展开的,最终目的就是通过核物理科学与技术的手段对核—核碰撞过程中一系列重要的实验进行测量。
两个核进行碰撞,就相当于一个炮弹和一个靶子,炮弹撞击靶子,它们相撞后必然会发生相互作用,正是因为它们的相互作用导致两个核最终出现不同的状态。张高龙所做的就是要测量这两个核的最终状态是什么,界定它们的机制,再通过其最终状态反推其碰撞中的内部反应过程。他笑着说:“我们做的这项研究,用眼睛看不到它,手也不敢摸,也没有什么味道。而我们要做的就是以能看见的物质去反推那个微观世界。”
2016年,北航—航天五院联合实验室建立,航天五院与北航物理科学与核能工程学院开展合作。作为物理科学与核能工程学院核科学与技术系副主任,张高龙一直是实验室的肱骨力量。因为太空中有很多高能的射线,当航天卫星到太空中后,受到太空中的射线辐照,一些器件性能就会受到损害,影响卫星的正常运转。所以探测太空空间里面的射线是保证飞行器正常飞行必不可少的一环。他介绍道:“我们通过制作的仪器,采用核物理的手段可以探测空间中的射线,采集参数,然后分析数据,为航天五院卫星的顺利运行提供支持。”
2017年年底,北航成立医学物理学科,张高龙又投身到如何利用射线杀死癌细胞的工作中。当人出现肿瘤细胞后,由于人体结构复杂,有些肿瘤生长部位用外科手术切除风险过大,所以就要利用射线束穿透人体去杀死癌细胞。在这个过程中最重要的技术就是精准把握射线束的剂量分布,这就需要专业设备来测量。他和团队担负起了专业设备的构建和后端核电子学读数的采集、分析工作。
目前,张高龙主要开展弱束缚原子核引起的熔合反应机制研究。当弱束缚原子核(弹核)与另一个核(靶子)熔合时,一般会出现两种情况,一种是“靶子”将弹核完全抓取熔合形成一个核;另一种情况是“靶子”只能抓取弹核中的一部分。那么这两种情况的内部机制是怎样的?如何区分这方面的反应过程?迄今为止这些问题还没有被解决,他和团队正在为此努力探求着。
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