06.20 順義這名博士後,挑戰國際領先技術

順義這名博士後,挑戰國際領先技術

【順義人才訊】1979年1月出生於蘭州的孫列鵬博士,畢業於中國科學院研究生院核技術及應用(高頻技術)專業。2012年畢業後,熱愛科研的孫列鵬博士留在了母校就職,投身於加速器腔體的設計研究中,參加了中科院戰略性先導專項—ADS嬗變系統(加速器驅動的次臨界系統)的課題中,重點攻關質子直線加速器的強流射頻四極加速器(RFQ)及其高功率系統,2014年成功獲得10mA的CW束流,性能指標躋身世界領先行列。目前,孫列鵬博士已榮獲兩項國家專利,並於SCI和EI以第一作者發表了四篇英文論文。

2016年9月,在導師的推薦下,孫列鵬博士來到了位於順義區的北京北廣科技股份有限公司博士後科研工作站。入站後,他第一時間瞭解到,北廣科技在加速器功率源方面的研究及生產有著非常高的地位,其生產的功率源已達到國際領先水平,短時間內很難有所突破。於是,孫列鵬博士轉換思維,將目光投向了對現有加速器功率源系統的性能提升上。

貼近使用需求,科研才有價值

順義這名博士後,挑戰國際領先技術

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近年來,加速器被廣泛應用於醫療及物理等領域,但其運營成本一直居高不下。據瞭解,加速器在長期運行後會產生故障率增高,束流不穩定,可靠性下降等問題,這無疑限制著加速器的使用效率,增加運營成本。未來,越來越多的大型加速器系統將全部採用固態功率源,由於流強及束流功率源的指標越來越高,功率源系統的部件也是水漲船高,如此數量的功率源系統的穩定性研究,必將會成為一個新的加速器研究方向。冷卻系統的效率提升、多級數合成的射頻參數優化以及新型功率合成器的研究等等,這些研究方向如有所突破,都將極大的提高加速器用固態功率源的使用效率,降低各部件的故障率及損耗,從而提升功率源系統長期運行的穩定性、可靠性。

“科研的最終目的就是為了指導實踐,如果脫離了實際使用需求,科研成果就等於零。”孫列鵬博士說道。因此,考慮到市場對加速器連續運行時長及穩定性越來越高的要求,孫列鵬博士迅速將科研項目鎖定於《固態功率源的強流加速器穩定運行機制的研究》。

慢下來,為更好的加速

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確定了課題,孫列鵬博士帶領團隊展開了科學系統的分析,最終決定從改良水冷板結構與優化功率合成裝置兩個方向來進行研究。

孫列鵬博士介紹到,通過對水冷板結構的調整,可以達到提高加速器冷卻效率的目的,從而延長各部件的使用壽命。在每一次結構調整後,孫列鵬博士都要通過實驗對水冷板的冷卻效率進行全面的評估,以測試是否達到了預期的效果。在一次又一次的失敗過後,他終於成功將冷卻效率提高了20%-30%,這將大幅提升功率元件的使用壽命和加速器的穩定使用時長。

相對來說,優化功率合成裝置結構的工作要更困難得多,因為加速器的功率越高,模塊組件數量就越多。孫列鵬博士此次挑戰的150kw、650MHz加速器,在國際上也仍處於領先水平,模塊數達到了近200個,而他要做的是通過不斷地觀察、調整,去探尋模塊本身,以及模塊之間鏈接的變化規律,來尋求能夠使各模塊相互協同工作的最優結構,主要研究集中在多級功率合成的矩陣計算和其因故障產生的退化矩陣分析。因多階變量過於龐大,研究一度止步不前。

“科研在我看來其實是一件很簡單的事,因為它沒有什麼捷徑,你反而不用考慮很多,確定方向方法後,就耐心去做,然後堅持、堅持、再堅持。”純粹的科研精神使孫列鵬博士心無旁騖,專注於一次又一次的嘗試。終於,在他與團隊的共同努力下,功率合成的協同分析實驗也取得了突破性的進展,千里之行終於邁出了第一步。

目前,距離孫列鵬博士預計出站的時間只有三個多月了,但孫列鵬博士卻並不心急,他對自己和團隊都充滿了信心。他說,自己一定可以在入站兩週年到來之前將項目完成,並儘快進入到應用階段,使北京北廣科技股份有限公司生產的功率源,更好、更高效的服務於醫療及物理等領域的加速器裝置。

背景材料

據悉,目前順義區共有23家博士後科研工作站、10家園區分站、3家創新實踐基地和12家基地工作站,先後培養博士後、青年英才55人,行業涉及新能源、信息技術、生物醫藥、現代農業、現代製造業等領域。博士後科研工作站先後承擔863、973等國家級項目10項,北京市級科研項目27項,單位科研項目197項,申報各項專利151項,完成專業論文188篇,科研成果獲得省部級及以上獎勵32項。


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