顺义这名博士后,挑战国际领先技术

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【顺义人才讯】1979年1月出生于兰州的孙列鹏博士,毕业于中国科学院研究生院核技术及应用(高频技术)专业。2012年毕业后,热爱科研的孙列鹏博士留在了母校就职,投身于加速器腔体的设计研究中,参加了中科院战略性先导专项—ADS嬗变系统(加速器驱动的次临界系统)的课题中,重点攻关质子直线加速器的强流射频四极加速器(RFQ)及其高功率系统,2014年成功获得10mA的CW束流,性能指标跻身世界领先行列。目前,孙列鹏博士已荣获两项国家专利,并于SCI和EI以第一作者发表了四篇英文论文。

2016年9月,在导师的推荐下,孙列鹏博士来到了位于顺义区的北京北广科技股份有限公司博士后科研工作站。入站后,他第一时间了解到,北广科技在加速器功率源方面的研究及生产有着非常高的地位,其生产的功率源已达到国际领先水平,短时间内很难有所突破。于是,孙列鹏博士转换思维,将目光投向了对现有加速器功率源系统的性能提升上。

贴近使用需求,科研才有价值

顺义这名博士后,挑战国际领先技术

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近年来,加速器被广泛应用于医疗及物理等领域,但其运营成本一直居高不下。据了解,加速器在长期运行后会产生故障率增高,束流不稳定,可靠性下降等问题,这无疑限制着加速器的使用效率,增加运营成本。未来,越来越多的大型加速器系统将全部采用固态功率源,由于流强及束流功率源的指标越来越高,功率源系统的部件也是水涨船高,如此数量的功率源系统的稳定性研究,必将会成为一个新的加速器研究方向。冷却系统的效率提升、多级数合成的射频参数优化以及新型功率合成器的研究等等,这些研究方向如有所突破,都将极大的提高加速器用固态功率源的使用效率,降低各部件的故障率及损耗,从而提升功率源系统长期运行的稳定性、可靠性。

“科研的最终目的就是为了指导实践,如果脱离了实际使用需求,科研成果就等于零。”孙列鹏博士说道。因此,考虑到市场对加速器连续运行时长及稳定性越来越高的要求,孙列鹏博士迅速将科研项目锁定于《固态功率源的强流加速器稳定运行机制的研究》。

慢下来,为更好的加速

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确定了课题,孙列鹏博士带领团队展开了科学系统的分析,最终决定从改良水冷板结构与优化功率合成装置两个方向来进行研究。

孙列鹏博士介绍到,通过对水冷板结构的调整,可以达到提高加速器冷却效率的目的,从而延长各部件的使用寿命。在每一次结构调整后,孙列鹏博士都要通过实验对水冷板的冷却效率进行全面的评估,以测试是否达到了预期的效果。在一次又一次的失败过后,他终于成功将冷却效率提高了20%-30%,这将大幅提升功率元件的使用寿命和加速器的稳定使用时长。

相对来说,优化功率合成装置结构的工作要更困难得多,因为加速器的功率越高,模块组件数量就越多。孙列鹏博士此次挑战的150kw、650MHz加速器,在国际上也仍处于领先水平,模块数达到了近200个,而他要做的是通过不断地观察、调整,去探寻模块本身,以及模块之间链接的变化规律,来寻求能够使各模块相互协同工作的最优结构,主要研究集中在多级功率合成的矩阵计算和其因故障产生的退化矩阵分析。因多阶变量过于庞大,研究一度止步不前。

“科研在我看来其实是一件很简单的事,因为它没有什么捷径,你反而不用考虑很多,确定方向方法后,就耐心去做,然后坚持、坚持、再坚持。”纯粹的科研精神使孙列鹏博士心无旁骛,专注于一次又一次的尝试。终于,在他与团队的共同努力下,功率合成的协同分析实验也取得了突破性的进展,千里之行终于迈出了第一步。

目前,距离孙列鹏博士预计出站的时间只有三个多月了,但孙列鹏博士却并不心急,他对自己和团队都充满了信心。他说,自己一定可以在入站两周年到来之前将项目完成,并尽快进入到应用阶段,使北京北广科技股份有限公司生产的功率源,更好、更高效的服务于医疗及物理等领域的加速器装置。

背景材料

据悉,目前顺义区共有23家博士后科研工作站、10家园区分站、3家创新实践基地和12家基地工作站,先后培养博士后、青年英才55人,行业涉及新能源、信息技术、生物医药、现代农业、现代制造业等领域。博士后科研工作站先后承担863、973等国家级项目10项,北京市级科研项目27项,单位科研项目197项,申报各项专利151项,完成专业论文188篇,科研成果获得省部级及以上奖励32项。


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