“千人计划”第一批:李宁

2013/03/08 阅读(
 “千人计划”第一批引进人才李宁博士  
        李宁,男,国家“千人计划”入选者,厦门大学特聘教授、能源研究院院长,兼任加州大学伯克利核研究中心副主任。
        曾任美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室终身研究员。李宁博士在核能理论和工程应用结合方面有极为突出的能力,是国际公认的重液态金属核冷却技术与材料专家及领域带头人之一。基于在先进核能研发方面取得的重大成就,李宁博士曾获数次国家实验室成就奖,并于2008年成为Los Alamos国家实验室首位唯一的核能工业资深研究员(Industrial Fellow for Civilian Nuclear Programs)。于2006年获美国亚裔工程师年度奖(美国亚裔工程师最高荣誉 2006 Asian American Engineer of the Year Award,同期获奖者共十位,诺贝尔奖得主李远哲教授同期获卓越成就奖)。参与制定美国能源部近十几年多项重要民用核能项目规划和路线指南,其中三份关于加速器驱动核嬗变系统、四代核能系统、全球核能伙伴先进核循环倡议的规划报告递交国会批准立项。在重要学术刊物、国际会议上发表120余篇学术论文和报告。作为发明人获得一项加速器。
    
 
        人类社会要发展、要进步,离不开对能源的开发与利用,能源是人类缔造文明的基础。一个国家或地区,经济发展和人均生活水平的提高程度往往与能源使用率的增长直接相关联。然而,能源体系的结构类型呈现多样化趋势,在某些阶段或某一地区具有优势的能源种类,当推广应用到一定规模时往往会出现种种弊端。因此,有效开发和利用清洁新能源,实现低碳环保的可持续发展,成为造福人类的新途径。这,也正是厦门大学能源研究院院长,首批“千人计划”国家特聘专家李宁教授回国发展的最重要动力和方向。
        追逐梦想的起步
        李宁教授是浙江杭州人,1964年出生。美丽的西子湖陶冶了他的情操,同时也赋予了他勇于追求梦想、不断进取的性格。因为善于学习思考,对未知的世界充满了求知、探索的精神,高考时,他以浙江省第二名的优异成绩考入中国科技大学。
大学毕业后,李宁选择了赴美留学。在美国,他的主要研究方向包括:民用核能技术研发与重大项目规划管理,包括加速器驱动核废料嬗变、四代核能系统和先进核燃料循环技术与应用;研究领域包括分离、传热、材料和非线性动力学等;研究工作包括液态重金属核冷却液技术和材料理论、实验,系统性地从热力学和反应动力学角度阐明控氧防止铅铋合金对结构材料腐蚀的机制;设计、建造与运行DELTA大型测试系统;开发将表面反应、传质(腐蚀)与流体传输扩散以第一原理系统结合的模型;开发运行离子辐射和腐蚀实时原位测试装置,推动极端条件下的材料研究等。
        凭借着刻苦钻研和富于开拓性的研究精神,李宁不仅顺利获得博士学位,而且在30岁前就已经被聘为美国洛斯阿拉莫斯国家实验室终身研究员。这个实验室是世界原子弹的诞生地,曾先后有数十位诺贝尔奖获得者在此工作过,是全世界规模最大、研究领域最广的尖端研究机构之一。李宁在此工作,拥有各种条件优渥的实验设施和福利待遇,与家人享有欢乐而充实的生活。
        虽然在一般人眼里,李宁已经取得了普通人难以企及的成就,然而,对于他自己来说,平静无波的安逸并非他的追求,对梦想和事业的坚持才是他不懈前进的动力之源。因为感受到厦门大学的盛情邀约,而且经过理智的分析决策,发现厦大将能源研究作为新的发展增长点,契合他对于事业发展的要求,同时核能在福建省也即将有广泛的“用武之地”,这些都促成了他选择厦门大学、选择回国发展。
        2008年11月,李宁离开洛斯阿拉莫斯国家实验室后,与厦门大学正式签约,随后入选中央首批“千人计划”。2009年2月,他举家迁往厦门,同时还带来了一个高端人才团队。为此,李宁的妻子也辞掉了在美国国家实验室的工作,为支持他的事业发展付出了很大的代价。
对李宁而言,金钱有价,对梦想的追求和奋斗却是无价的。他立志于新能源开发,担任厦门大学能源研究院院长,带领团队从事核材料、数字化仪控和先进核能系统的研发,包括“行波式核反应堆”技术的国际合作研究。同时,他还兼任美国加州大学伯克利核研究中心副主任、国家核电技术公司专家委员会兼职专家,以及微软创始人比尔·盖茨创投的美国泰拉能源公司亚洲开发主任,是盖茨在中国的能源顾问。
        如今的李宁正以抖擞的精神和全副动力驰骋在研发新能源、追寻梦想的道路上,用激情和努力将梦中的蓝图一笔一划逐渐描绘成现实。
 
       知行合一,探索创新发展模式
       李宁曾说:“中国的高校和企业之间的产学研合作经常是‘脱链’的——一方面,高校的科研成果通常仅停留在概念验证、小规模试验上,最多申请专利,工作分散、重复,难以集成和提升水平;另一方面,很多中国企业也不愿意把‘手’伸过来,开展研发,将实验室成果转化为可用的技术和产品。由于缺乏对技术发展过程和规律的深刻理解,缺失切实可行的科技转化体制机制,造成科研资源浪费,难以形成重大核心技术的局面。”为此,他表示,能源研究院的定位就是技术开发、技术示范——伸出一只“手”和高校的常规院系结合,为它们的基础研究和应用基础研究找到产业化的方向和途径,对它们进行“加工”,引入更成熟的开发阶段,同时伸出另一只“手”把企业拉入研发阶段。
       2009年,李宁将盖茨投资开发的“行波式核反应堆”先进核能技术引入中国。这项技术能够把过去被认为是废料的材料变为可利用的核燃料,提高核能原料利用率达几十倍。行波堆技术可以直接利用现在被废弃的铀同位素,或者是只经过简单转化的核电站乏燃料,对其深度焚烧而产生巨大能量,将沉重的废物负担转化为高额经济效益。此外,另一大优势是行波堆无须换料及后处理,不仅可以提高运行安全性,更能极大降低核扩散的风险。
       2009年11月,比尔·盖茨到北京访问,拜访了国家能源局及几大核电集团领导,并在厦门大学校长朱崇实陪同下参观了中国原子能研究院、中国实验快堆,李宁居中起了很大的作用。而实际上,李宁领导的厦大能源研究院和大学中常见的学院也有所不同:能源研究院以其在技术发展途径上的独特定位,发挥中间环节的关键作用,成为基础研究和技术产业化之间的桥梁,建设科技转化生产力的通衢。这个发展定位和模式可以有效地在重大需求和科技研发之间形成及时有效的反馈机制,为协同创新打下良好的基础。
       李宁说,行波堆只是厦门大学能源研究院的研究方向之一,他和同事们一起进行的生物燃气、生物燃油、太阳能材料和系统、可再生能源综合利用等方面的研究也已经有了很大进展,部分技术研究已经进入到中试阶段。能源研究院依托先进核能、化学能源和储能、生物能、太阳能等专业技术方向和能效工程与能源经济等交叉平台,组成了一个开放、实践、前瞻的高效协同创新核心,针对新能源产业和海西区域经济发展的重大需求,整合多种创新元素和资源,开展技术和应用创新。在这其中的每一个领域,都充溢着李宁与研究团队的心血结晶。
       目前厦门大学能源研究院获得的影响力均属于李宁和同事们在数年间努力钻研取得的成果。厦门大学不仅和中国国内的两家核电龙头企业——国家核电技术公司和中国广东核电集团有限公司签订战略合作协议,而且还与包括泰拉能源在内的众多国际尖端研发机构及著名高校建立了各种形式的合作,在核应用材料、核电数字化控制、先进核能系统等方面均展开了合作研发及推广应用。
       虽然已经获得了阶段性的成绩,但是李宁说,他仍然感到压力重重。自从回国以来,他一直在加快前进的步伐,他说:“我时常能感受到真切的紧迫感。”因为科学的奋斗之路没有止境,尤其在现代社会,科学的发展、对能源的开发与利用不再拘泥于一时一地,而是必须以总体的全局观放眼时代和科技发展的前景,从整体上进行调研、把握。李宁常常在一年中有一半以上的时间都是在出差中度过的。为此,他对家人满怀愧疚。但是为了梦想而努力,为发展改变世界的能源技术而贡献力量,是他不断奋斗的动力之源。
       “发展能源技术,共同改变世界”
        李宁曾在首届“中国能源企业高层论坛”上发表主题演讲,明确提出了能源结构的物理分类和能源体系的物理架构,不仅显示出各类能源的出处和关系,而且科学分析了核能相对于其它能源的地位,并且针对核能在发展中受到的主要制约提出了革命性的解决方案,包括“行波式核裂变反应堆”。
李宁指出,当前能源界面临严峻挑战,能源需求快速增长,常规资源日趋枯竭,能源安全岌岌可危,化石能源的应用对环境和气候的影响日益严重,低碳经济已成为新能源的发展方向。随着金融危机造成的全球经济倒退,新能源的发展成为全世界公认的新经济增长点。他制作了图表,指出根据不同能源的生产使用和终极处理的全周期风险和效益分析,核能利用的温室气体排放量在所有能源中是最低的,甚至低于风电、水电、生物质能和光伏太阳能,核电是目前世界上最大的无温室气体排放电力能源。
        从2000年至2002年,李宁全程参与了美国能源部四代核能系统发展路线规划,与美国和其他国家近百位资深专家多次进行的专题研讨和协商,最终形成联盟规划和各国开发项目。中国也已经签约参加了这个国际联盟,积极开展合作,开发先进核能技术。2006年起,李宁又参加了美国能源部开发先进核燃料循环的路线指南规划及相关研发工作,并在能源部领导下协调全球核能合作计划中的多方国际合作。
        核能的规模发展会受到包括浓缩铀生产及废料后处理等的核燃料循环发展的制约。因此,核能的扩容并不限于简单的重复建设核电站,而会对技术和系统创新提出逐步提升的要求。现行的一次通过式开路核燃料体系,可以在核能扩张有限的短期和中期满足需求,一旦核能大规模扩容就不再可行。从资源利用、废物处理等角度,都需要闭路式的循环体系及相应的反应堆,包括使用混合燃料的先进堆、中小型模块堆、高温气冷堆等。与现有商业化反应堆技术不同的是,行波堆通过对异质堆芯燃料的分布和运行,核燃料可以从一端浓缩铀启动源点燃,裂变产生的多余中子将周围不能自然裂变的铀238转化成钚239,当达到一定浓度之后,开始裂变反应,焚烧在原位生成的燃料,形成无限自持的行波。通过使用行波堆,可以极大地简化减少核燃料循环的多个过程环节,可以逐步降低铀浓缩产能及避免过度依赖复杂昂贵的燃料后处理体系。铀的浓缩和燃料的后处理,是核扩散风险最大的环节。行波堆技术路线不仅可以提前进入核能大规模可持续发展阶段,同时还极大降低了核扩散的风险。因此与其它核能体系相比,行波堆更有可能获得大多数国家包括美国的支持,在世界范围得到广泛应用,真正体现核能作为煤、油、气等化石燃料之后,清洁、无碳排、大规模可持续发展能源的巨大潜力。
       要实现对行波堆技术的充分研发与利用,实现对中国核能技术的发展规划,还有很长一段路要走。在未来,李宁将继续和他的研发团队一起,怀抱“发展能源技术,共同改变世界”的梦想,勇于迎接一切挑战,乘风破浪,锐意前进。

 

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