王大中:从昌黎走出的核能泰斗与教育大家
1935年2月,王大中出生于河北昌黎,这座地处渤海之滨的小城,以其秀丽的风光和深厚的文化底蕴闻名遐迩。昌黎的山水滋养了王大中的童年,也在他心中种下了探索未知、追求卓越的种子。彼时的中国,正处于风雨飘摇之中,内忧外患交织,但这片土地上人民坚韧不拔的精神,如同昌黎的碣石般屹立不倒,深深影响着年少的王大中,让他从小就立志要为国家的富强贡献力量。
王大中的求学生涯辗转多地,少年时期,他在天津读书,南开中学一直是他心之所向的学府。1947年小学毕业时,一场突如其来的大雨使他错过了南开中学的报名时间,无奈之下,他只能先进入其他中学就读。然而,王大中并未因此放弃,1949年3月,当得知南开中学招收插班生时,已读到初二下学期的他,毅然报考,并凭借自身努力成功被录取。这次经历,不仅展现了他对知识的执着追求,更体现了他面对困难时坚韧不拔的精神。在南开中学的学习时光,为他打下了坚实的知识基础,也进一步培养了他独立思考和积极进取的品格。
1953年,王大中以优异的成绩考入清华大学,起初进入机械系学习。1956年,为响应国家发展原子能事业的号召,清华大学成立工程物理系,在全校选拔优秀学生转入该系,品学兼优的王大中凭借出色的表现入选。在这里,他有幸聆听彭桓武、朱光亚等大师的教诲,领略到物理世界的奇妙与深邃。同时,一部介绍核电站的科教片,让他对核工程的宏伟蓝图有了深刻的认识,也由此坚定了投身核科学研究的志向。在高年级分专业时,他毫不犹豫地选择了反应堆工程专业,从此与核能事业结下了不解之缘。
1958年,王大中从清华大学工程物理系毕业并留校工作。同年,清华大学向上级提出自行设计和建造一座功率为2000千瓦的屏蔽试验反应堆的建议,这一方案很快得到国家批准。燕山脚下的虎峪村被选定为反应堆的建设地址,工程编号为“200号”,此后,“200号”便成为清华大学核能与新能源技术研究院的代名词。
当时,国内的科研条件极为艰苦,建造屏蔽试验反应堆更是困难重重。这个项目涉及17个供应系统、数千个机器零部件、20万米管线,而参与研发的队伍平均年龄仅23岁半,团队成员既没有出国留学的经历,也未曾见过真正的反应堆。但年轻的科研人员们没有被困难吓倒,在吕应中教授的带领下,王大中与团队成员们从制作工程模型开始,用几十台手摇计算机进行设计计算。科研条件的艰苦超乎想象,生活设施也极为落后。师生们在荒山下搭起帐篷,自己动手拉电盖房。从清华园到虎峪村,要先坐火车,再走十里山路,这段山路被大家戏称为“二两坡”,因为爬一次坡就能消化二两馒头。即便如此,王大中从未有过怨言,他全身心投入到工作中,不仅参与了物理设计、实验、调试运行等关键环节,还亲自参与做模型、挖地基、搬砖头,在各个方面经受了全面锻炼。经过6年的不懈努力,1964年,我国第一座自行设计建造的核反应堆——清华大学屏蔽试验反应堆成功建成,王大中也在这个过程中逐渐成长为具有丰富工程实践经验的团队领头人。
20世纪70年代中期,王大中开始积极倡导并主持领导高温气冷堆的研究发展工作。1980年秋,45岁的王大中获得德国洪堡奖学金资助,赴德进修。他先在弗赖堡的歌德学院学习了4个月德语,随后于1981年1月进入联邦德国于利希核研究中心,师从被誉为“球床堆之父”的苏尔登教授。在德国进修期间,王大中选择了当时国际上最前沿的“模块式高温气冷堆”方向展开研究。他深入钻研,大胆创新,提出了环形堆芯的新概念,这一创新成果可使模块堆的单堆功率从20万千瓦提高到50万千瓦,大大提升了模块式高温气冷堆的性能。该发明先后在德国、美国、英国等国获得发明专利权,王大中也凭借这一成果撰写了90余页的德语论文,并以“全优”成绩通过答辩,于1982年9月获得联邦德国亚琛工业大学自然科学博士学位。在短短两年时间里,王大中不仅攻克了语言难关,还在学术研究上取得了重大突破,展现出了惊人的学习能力和科研天赋。
1982年10月,王大中学成回国。此时的他,怀揣着先进的科研理念和满腔的报国热情,决心为我国的核能事业发展贡献更多力量。回国后不久,他便被任命为清华大学核能所副所长,1985年担任所长,1991年核能所改为核研院后,他又出任院长直至1993年。在这期间,王大中深刻认识到安全性是核能发展的核心问题。1979年美国三哩岛核电站发生堆芯熔化事故后,世界核能事业陷入低谷,王大中敏锐地意识到,未来核能技术的发展必须将安全性放在首位。基于这一判断,他坚定地将研究重点放在了实现核反应堆的“固有安全”上。“固有安全”概念由美国著名核科学家泰勒于1956年提出,其核心是要使公众接受核能,反应堆安全必须是“固有的”,甚至提出了一个验证实验:抽出所有控制棒,若堆芯不熔毁,则设计足够安全。然而,在实际中,这一概念从未真正实现,也没人敢进行这样的实验。王大中却知难而进,将实现“固有安全”作为自己科研道路上的重要目标。
1983年,王大中开始主持低温核供热堆研究工作,担任国家重点攻关项目负责人。在这个项目中,他带领团队成功设计与研制出5兆瓦低温核供热堆,这是世界上第一座建成运行的壳式核供热堆。该堆具有一体化、自稳压、自然循环冷却、非能动余热载出等先进特性,开创了我国核能供热应用的新领域。这一项目成果意义重大,不仅在技术上取得了突破,还为我国核能在民用领域的应用开辟了新的方向,对推动我国能源结构优化和节能减排具有重要意义。凭借该项目,王大中团队获得了国家教委科技进步特等奖和国家科技进步一等奖。同时,他还领导研制成功一种独创的反应堆水力学控制棒驱动系统,该系统成功应用于反应堆运行,这一成果荣获国家发明二等奖和中国专利金奖。此后,王大中继续主持领导200兆瓦大型核供热堆工程设计和技术攻关,国家批准建设首座200兆瓦核供热堆,他还积极研究与发展核供热堆综合利用技术,包括核能制冷、热电联供、核能海水淡化等,这些研究成果受到国际原子能机构的高度评价,使我国在核供热堆技术领域处于国际领先地位。
在高温气冷堆研究方面,王大中同样取得了举世瞩目的成就。1986 - 1993年期间,他担任863高技术计划能源所副所长、所长,清华大学核能技术设计研究院院长兼总工程师等职务,主持领导863高技术计划项目——高温气冷堆研究。他提出我国应采取发展模块式高温堆的技术路线,并亲自领导研究和设计了10兆瓦模块式高温气冷堆。1993年,该项目经国务院批准立项,并被列为863计划重点项目。高温气冷堆的研发面临诸多挑战,其中“耐高温全陶瓷”的包覆颗粒球形核燃料元件的制造难度极高。燃料球直径6厘米,却包含8000多个四层包覆结构、直径0.9毫米的燃料颗粒,产品要经过严苛的质量标准检验,需耐受1600摄氏度高温,以确保能将放射性物质牢牢包容在其中。面对如此艰巨的任务,当时有人提议从国外购买燃料球技术,但王大中与团队经过反复研究和论证,决定走自主创新之路。从1987年到1990年,王大中带领团队在高温气冷堆球形燃料元件、球床流动特性、氦技术及氦设备等8项关键技术上取得重要突破。1992年,国务院批准在清华大学“200号”建设10兆瓦高温气冷堆。经过多年努力,2000年,世界首座具有固有安全特性的第四代先进核能系统——10兆瓦高温气冷实验堆在清华大学建成。2003年,该实验堆满功率运行成功,这标志着我国在高温气冷堆技术领域取得了重大突破,实现了从无到有的跨越,也使我国在以固有安全为主要特征的先进核能技术领域达到了世界先进水平。此后,王大中继续带领团队推动高温气冷堆从实验室走向实际应用。2006年,“高温气冷堆核电站示范工程”被列入国家科技重大专项,其核心工程目标是建设一座电功率为200兆瓦的高温气冷堆核电站示范工程,为发展第四代核电技术奠定基础。这一工程,便是位于山东荣成石岛湾的高温气冷堆核电站示范工程。从立项到2021年9月12日,1号反应堆首次达到临界状态,机组正式进入“持续核反应”状态,王大中与团队历经十几年的奋斗,终于迎来了这一历史性时刻。石岛湾高温气冷堆核电站示范工程是被业界公认的第四代核能技术的优选堆型之一,其成功建设和运行,标志着我国在先进核能技术领域实现了从跟跑、并跑到领跑的华丽转身,为我国乃至世界能源结构优化升级、生态环境保护治理贡献了重要的“绿色力量”。
1993年,王大中当选为中国科学院院士,这是对他在核能领域卓越贡献的高度认可。1994年1月,王大中被任命为清华大学校长,开启了他人生的另一段重要旅程。在担任校长期间,王大中对清华的发展有着高瞻远瞩的规划。他归纳出清华创建世界一流大学的三个关键要素:大师、大楼和大学精神。他认为,大师代表着学校的办学水准,是提升学术水平的核心力量;大楼象征着办学的基础设施,为教学科研提供硬件支撑;而大学精神则是“大学的灵魂和动力”,是学校传承和发展的精神纽带。在他的倡导下,清华恢复了“自强不息、厚德载物”的校训,凝练出“爱国奉献、追求卓越”的优良传统,积极倡导“严谨为学、诚信为人”的价值观。在王大中校长的带领下,清华大学在学科建设、人才培养、科学研究和国际交流等方面取得了显著成就。学校制定并实施了“九五事业发展规划”“211工程”整体规划和“建设世界一流大学总体规划”,大力加强学科群建设,促进学科的联合与交叉,推动了理科、经管、人文社会学科的发展,建立了法学院,并与中央工艺美术学院合并,逐步迈向综合性大学的目标。在向研究型大学转型的过程中,清华注重培养高层次、创造性的人才,不断提高博士生培养质量,积极推动科学技术创新,取得了如高温气冷核反应堆研制、集装箱检查系统产业化等一系列重大科研成果,在生物芯片、纳米技术等前沿领域也取得了重要进展。同时,清华加强了与国内外高校和企业的合作与交流,与国外近百所大学建立了合作关系,校内各院系与国内外各大企业联合设立了众多研究中心,提升了学校的国际影响力和社会服务能力。此外,在校园建设方面,理学院楼、法学院楼、科学技术楼、科技园区等一批现代化建筑拔地而起,学校还制定了用8年时间建成“绿色大学”的规划,在环境保护和可持续发展方面积极探索,努力为师生创造更好的学习和工作环境。
在人才培养方面,王大中同样倾注了大量心血。截至2016年,他已培养超过15名博士、11名硕士。他深知,培养优秀的科研人才是推动科技进步的关键。在教学过程中,他注重培养学生的创新思维和实践能力,鼓励学生勇于探索未知领域。他经常与学生交流学术问题,耐心指导学生的研究工作,以自己严谨的治学态度和渊博的学识感染着每一位学生。他培养的学生在核能等相关领域取得了优异成绩,许多人成为了行业的中坚力量。例如,现任清华大学核研院院长张作义便是王大中门下博士,在王大中的悉心指导下,张作义在核能研究领域不断深耕,为我国核能事业的发展贡献着自己的力量。
王大中在科研和教育领域的杰出贡献,为他赢得了众多荣誉和奖项。他曾荣获德国、美国、日本等国发明专利,获得过国家科技进步一等奖、国家发明二等奖、国家发明专利金奖、香港何梁何利科学与技术进步奖等。他还先后获得国家级有突出贡献的中青年专家称号、全国“五一”劳动奖章、全国优秀科技工作者、全国先进工作者称号以及首届何梁何利基金科技奖等。2021年11月3日,王大中荣获2020年度国家最高科学技术奖,这是我国科技领域的最高荣誉,也是对他一生致力于核能事业和教育事业的高度赞誉。2022年1月,王大中与夫人高祖瑛教授将所获国家最高科学技术奖奖金全部捐出,设立“王大中奖学金”,旨在鼓励青年学子传承矢志报国精神,努力奋进成才。2022年8月15日,国际天文学联合会小天体命名工作组公告称,小行星192353号被命名为“王大中星”,这一荣誉不仅是对王大中个人的褒奖,更是对他为国家和人类科技事业发展所做出贡献的永恒铭记。
回首王大中的一生,他始终怀揣着对祖国和人民的深厚热爱,对科学事业的执着追求。从年少时立志报国,到在核能领域不断探索创新,再到担任清华大学校长推动学校发展,他的每一步都走得坚定而有力。他用自己的智慧和汗水,为我国的核能事业发展奠定了坚实基础,为培养优秀科技人才做出了卓越贡献。正如他自己所说:“科研如登山,过程往往充满着困难、挫折和风险。克服这种困难,需要有悟性、勇气和韧性。”王大中正是凭借着这种非凡的悟性、无畏的勇气和坚韧的韧性,在科研和教育的道路上勇攀高峰,成为了我国核能领域的泰斗和教育界的杰出代表,他的事迹和精神将激励着一代又一代的科技工作者和青年学子,为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗。如今,虽已年逾八旬,但王大中依然心系我国的科技事业发展,关注着核能领域的最新动态,他的智慧和经验仍然是我国科技界宝贵的财富,继续为国家的发展发光发热 。