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奋斗在X射线计量科技战线上的东阳青年

[2016-11-8 14:39:35]
 
一一记东阳籍中国计量科学研究院研究员,博士生导师吴金杰
吴金杰,1981年出生于东阳吴宁和堂村。中国计量科学研究院研究员,博士生导师,亚太地区计量组织(APMP)电离辐射委员会主席,中国计量测试学会电离辐射专业委员会秘书长,中国辐射防护学会常务理事,中国核学会核技术工业应用分会理事。2008年,于中国科学院高能物理所获博士学位,之后在中国计量科学研究院从事X射线计量研究工作。曾获亚太地区计量组织APMP-IIZUKA青年科学家奖,获全国质量监督检验检疫工作先进个人;以第一完成人,获中国计量测试学会科技进步一等奖1项、北京市科技进步奖1项、国家质检总局科技兴检奖1项、中国计量院科技进步一等奖和二等奖各1项。
 
科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。自古以来,科学技术就以一种不可逆转、不可抗拒的力量推动着人类社会向前发展。世界发生了多次科技革命,每一次都深刻影响了世界力量格局。从某种意义上说,科技实力决定着世界政治经济力量对比的变化,也决定着各国各民族的前途命运。
吴金杰曾在欧洲核子研究中心一一世界上最大的高能物理研究中心工作,他在工作期间爱学善学、刻苦耐劳、好学上进,成绩出色,得到了意大利团队的高度赞赏。但是,吴金杰深知国家要强盛民族要进步,科技必须要创新发展。他坚定了自己的理想抱负“我的事业在中国”,要把自己的所学业绩献给自己的祖国。2008年博士毕业后,他毅然回到了祖国,到了中国计量科学研究院,从事X射线计量研究工作。
“与博士期间做粒子物理研究工作相比,X射线计量工作更接地气,服务民生更直接”,回忆起当年的这个选择,吴金杰感到很幸运。“计量人追求的是最精密、最稳定、最一致的测量,不断精益求精,国家计量基准要十年、甚至百年如一日的稳定可靠,这是一份值得一生为之追求与奋斗的事业。”
X射线广泛应用于医学诊断、疾病治疗、工业无损检测、公共安全和科学研究等领域,全国每年有超3亿人次进行X射线诊断;地铁站、机场等遍布着大量的X射线安检机;在科学研究上,自X射线发现以来,已有25人利用X射线获得诺贝尔奖。然而,X射线是一把“双刃剑”,在造福人类的同时,过量的照射会严重影响人体健康,所以精准的计量和有效的量值溯源是合理利用X射线的核心。
一、创建X射线光”精准的“尺子”。
国家基准是X射线计量金字塔体系的塔尖,全国所有X射线计量仪器仪表量值准确可靠都依赖于国家基准。(10-60)kVX射线空气比释动能国家基准装置就在这个塔顶上,计量人几十年来为之多次努力,希望建立这项国家基准,但是由于种种原因,一直没有建成。经过五年的努力,吴金杰带领团队自主设计、研制完成了(10-60)kV X射线空气比释动能国家基准装置,核心指标达到了国际先进水平,并创新性地提出了空气程吸收修正,有效提高了基准量值复现的稳定性。
国际关键比对是验证国家基准测量准确性、体现技术水平的一次“考试”。2010年,吴金杰带领团队完成了低能X射线空气比释动能国际关键比对,这是我国首次参加该项比对,中国计量院的结果无论是不确定度水平,还是与平均值的接近程度,都达到了国际先进水平,比对结果进入了国际关键比对数据库,实现了国际等效和互认。
完成(10-60)kV X射线国家基准装置是一个成功的开端,吴金杰带领团队先后又建立了(60-250)kV 和钼靶X射线两项空气比释动能国家基准装置,这3项基准解决了我国数万台X射线强制检定工作计量器具量值溯源的源头问题,为X射线计量提供了一把精准的“尺子”,推动了我国X射线在各领域的应用。
随着核技术应用的蓬勃发展,各类辐射防护和环境监测仪表在(250-600)kV X射线能量段的量值溯源也越来越显现,国际上还没有这一能量段的基准装置,吴金杰带领的团队正在攻克这一项基准。“这是一项艰巨的挑战,我们没有可以参考和借鉴的装置,我们需要独立得到一些基本物理参数,但是,如果我们建立了这一基准,这将填补国际空白,为世界X射线计量做出中国贡献”。
二、攻克硬X射线调制望远镜。
“硬X射线调制望远镜”(简称HXMT)为我国首批科学卫星,物理目标是发现超大质量黑洞和未知类型天体,在我国空间天文中具有里程碑的意义。卫星探测器的地面标定是实现物理目标的关键,没有标定,就无法实现由观测数据到真实对象的反演,我国一直尚未建立硬X射线地面标定装置。
2011年起,吴金杰带领团队与中科院高能所经过近四年的合作研究,从可行性研究、技术方案论证到装置验收,最终在中国计量院建立了国内首套硬X射线探测器地面标定装置。该装置产生的单能X射线最大能量为180keV,为目前国际同类装置中最高水平,并创新性的提出了探测器蒙卡模拟和点源外推结合的方法,建立了X射线注量测量标准探测器,在国际上首次解决了硬X射线注量无法量值溯源的问题。
该装置通过了以HXMT卫星首席科学家为组长的专家组的验收。验收专家认为,地面标定工作在卫星工程中是难点与技术关键,一直是空间天文的难题,该装置的各项指标均满足标定任务的要求,成功的迈出了第一步,意义重大,改变了我国长期以来空间科学硬X射线探测器无法实现标定的尴尬局面。
谈起这个研究项目,吴金杰这样说,“最初开始这项工作时,我的出发点就是解决国家需求,没承想,这个项目就像一个小苗,经过细心的培育浇灌,逐渐长成了一棵小树,开辟出了一个新的研究方向”。目前,这项工作得到了科技部国家重点研发计划的支持,在下一个五年,将继续保持国际上单能X射线能量最高、稳定性最好的特点,并不断扩展测量范围,以解决我国快速发展的X射线基础研究和仪器设备国产化对计量的迫切需求,为我国首个太空望远镜提供精准的“刻度”。
三、荣获青年科学家奖。
科学技术是世界性的、时代性的,发展科学技术必须具有全球视野。2011年起,吴金杰积极参加亚太计量组织活动,积极开展国际合作,促进了亚太地区计量合作,得到了国际同行的好评,也提升了中国计量的国际地位。作为评审专家,吴金杰博士评审了美国、德国、日本、韩国等二十多个国家的国际校准与测量能力项目。由于吴金杰突出和创新的科研工作,于2014年获得 APMP-Iizuka青年科学家奖。该奖项对在亚太地区从事计量科学研究且成绩突出的青年科学家进行表彰,吴金杰在五名提名人中排名第一。2015年,吴金杰当选为新一届亚太地区计量组织(APMP)电离辐射委员会主席。
谈起下一步规划,吴金杰这样说,“与世界上最顶级的X射线计量实验室相比,别人有的,我们基本都具备了,我们还有自己独特的装置和技术。但是,在测量水平和稳定性上,我们还需不断努力,发扬计量人精益求精的工匠精神,以国家需求为导向,做最佳的X射线计量”。
才以用而日生,思以引而不竭实践告诉我们,创新成果总是留给有思路、有志向、有韧劲的人。吴金杰在X射线计量科技战线上刻苦钻研勇于创新,取得了亮丽的业绩,受到科技同仁们的赞赏,受到国家的嘉奖。自力更生依靠自己,乃是中华民族自立于世界民族之林的奋斗基点,自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路!
 (原载<北京东阳人网>)
 
 
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