王正汹:追逐“人造太阳”的人

2017-05-17 15:13:21 来源: 经济日报 作者:
人造太阳,聚变能,

王正汹在实验室工作。本报记者 吴佳佳摄

人物小传:

王正汹,大连理工大学物理学院副院长、教授,从事核聚变大规模计算机模拟研究。经过多年不懈努力,他成功研发了具有自主知识产权的三维大规模磁流体程序,在磁约束核聚变磁流体不稳定模式、磁流体与漂移波湍流相互作用等研究方面取得了多项创新研究成果,从而显著提升了我国在核聚变大规模计算机模拟方面的国际影响力,为我国核聚变事业作出了突出的学术贡献。

晚上9点,辽宁大连理工大学物理与光电工程学院4楼东南角办公室的灯通常还会亮着。那是物理学院副院长王正汹的办公室。即使熄灯从这里回家,他也常常会为科研问题与研究生电话讨论。工作7年多时间,王正汹几乎每天都是这样度过的。

王正汹日夜追逐的是被称为“人造太阳”的聚变能。从最初参与国际热核聚变实验堆计划研究,到担任其中的课题负责人,再到现在担任磁约束核聚变重大专项项目首席科学家,他的科研求索之路从未停歇。

与核聚变研究结缘

初中时,王正汹就对物理和化学产生了浓厚兴趣。大学阶段,他的本科毕业设计从选题到成文,都得到了大连理工大学海外特聘教授王晓钢博士指导,最后论文刊登于国际等离子体权威期刊——美国《等离子体物理》上。这激发了他进一步探索等离子体物理奥秘的浓厚兴趣。

2002年进入硕博连读,王正汹师从王晓钢教授系统研究尘埃等离子体非线性波物理特性。2002年9月份至2005年7月份的3年间,王正汹在美国《等离子体物理》和《应用物理》等国际权威期刊发表了10余篇SCI收录论文。2005年王正汹获得了由周培源基金会资助的蔡诗东等离子体物理奖,该奖项是我国等离子体物理专业级别最高的奖学金。这一年,王正汹还是硕博连读的3年级研究生。

2005年7月份,王正汹搁置了原本已熟悉的尘埃等离子体研究,转向等离子体物理最具有挑战性的方向——磁约束核聚变的理论和数值模拟研究。这是两个完全不相关的研究方向。他至今记得导师王晓钢教授说的一番话:“国内磁约束核聚变研究人才严重短缺,是我国最突出的短板。核聚变是未来人类社会的理想能源,是最有希望解决全人类能源危机的根本出路之一。你应该选择这样的大科学工程项目作为一辈子的研究事业。”

核聚变反应堆,俗称“人造太阳”。王正汹与核聚变研究结缘,要追赶“人造太阳”。满打满算,这时距博士毕业仅剩两年时间。王正汹决心要用核聚变的研究来写博士论文。到2007年博士毕业时,王正汹在核聚变电阻式双撕裂模不稳定性方面取得了重要突破,重新提出快速磁场重联的定标率。2007年11月份,该成果发表在国际物理领域顶级期刊——美国《物理评论快报》上。

研究要瞄准世界前沿

2005年是国际爱因斯坦物理年,德国和瑞士在中国共同设立了“爱因斯坦奖”。2006年3月16日,王正汹获得了“爱因斯坦奖”。

主办方专程组织获奖者到德国和瑞士相关科研机构作了为期一个月的参观访问。异国的旖旎风光,没有让王正汹沉醉,但那里顶尖的学术研究机构,先进的仪器设备,高水平的研究能力,深深吸引了他。在开阔眼界的同时也认清了一个现实:如果进入这个研究领域,就应该瞄准世界前沿,不能只看到在国内占据的位置,更不能只在意一时的得失。

后来,王正汹去日本京都大学作博士。日本京都大学能源学院是国际顶尖的磁约束核聚变研究机构之一。王正汹特别珍惜这段宝贵的学习机会,几乎不分节假日,整天泡在实验室里,与超级计算机成了亲密的伙伴,每天都往超级计算机提交大量的计算任务,乐此不疲。

2009年末JSPS博士后将要结束,日本京都大学的导师挽留王正汹,美国加州大学圣地亚哥分校、日本核融合研究所也向他抛来“橄榄枝”,王正汹都婉言谢绝了。他要把自己的所学所得奉献给国家,回报母校的培育。回国不久,王正汹被聘为大连理工物理与光电工程学院副教授。

扶携同行的反哺者

他带领课题组的研究生通过一年多的紧张工作,利用大规模计算机模拟,给出了核聚变装置中反磁场剪切位形下的无碰撞双撕裂模的定标关系。该结果可以较真实地预测核聚变反应堆中无碰撞磁场重联的演化速率,对更好地利用强磁场约束反应堆中上亿度的高温等离子体提供了重要的理论指导。2011年3月份,这一研究成果最终发表在国际核聚变领域最权威期刊《核聚变》上。2011年12月份,新作再次登上《核聚变》,提出了一种实验上抑制双撕裂模不稳定性的新方法。

有两个数字可以说明王正汹和研究生们付出的辛苦。在《核聚变》上发表第一篇论文时,他们用了10张彩图。文章发表前,为了搞清楚磁约束核聚变中相关物理过程和物理机理,他们至少做出了几千张图用来讨论和分析,计算数据存满了一整块移动硬盘。

王正汹受益于母校,更时刻想着为母校做些什么。“我能为学院的发展做些什么,是我一直在思考的问题。”他在思考如何从受益者成为反哺者。

2011年5月份,王正汹和物理与光电工程学院领导联合发起成立了物理学院“青年科学家”发展联谊会。联谊会成立以来,一直坚持每月举办一到两次集体活动,邀请长江学者、杰青等高端人才举办学术报告、座谈交流等活动。作为促进青年教师业务能力与思想素质“双提升”的创新型群众组织,“青年科学家”发展联谊会几年来获得青年教师的支持与认可。

王正汹坚信,通过所有聚变人几十年如一日的探索,终有一天使用聚变能源的灯光定会照亮世界。

加载更多>>
责任编辑:冷媚