“用鐵絲給槍綁上彈殼，撿的小鋸條慢慢剌出小口，裝上皮筋，用釘子固定好空包火藥，手指一勾，聽到‘啪’的一聲響！”眼前這個笑意盈盈回憶童年的中年人，是蘭州大學核科學與技術學院省級實驗教學示范中心主任張宇。

把興趣愛好和工作相結合，26年來張宇埋頭工作臺，錘煉工程技術，為學生實驗課“保駕護航”。他為空間光通信試驗，做出了“漆黑的大罐”科學實驗裝置，還與團隊做出了高產額緊湊型中子發(fā)生器，打破了國外的技術封鎖和產品壟斷……

“學生自主鉆研的過程比成績重要”

在張宇的辦公桌上，放著一本“絕版”教材——《原子核物理實驗方法》，書的封面和封底的邊緣已經磨爛，包上了老式塑料書皮，一頁頁泛黃的紙張承載著張宇關于實驗課教學的記憶。

1996年，張宇從蘭州大學現(xiàn)代物理系畢業(yè)，被留下來負責教學實驗和科研。當時，開設的“原子核物理實驗”“原子核物理實驗方法”兩門實驗課的10個實驗題目全都由張宇負責，還要兼顧儀器維修。

為保證新學期實驗課程順利完成，暑假期間張宇索性搬了一張行軍床到實驗室，這一住就是兩個月，他把“NaI(Tl)譜儀”“γ吸收”“α普儀”“符合測量”等10個實驗題目挨個做了好多遍，摸索出每個實驗的特點，精準掌握每套設備的性能。

針對學院新工科本科專業(yè)——核工程與核技術，2010年張宇獨創(chuàng)了一套新的實驗教學模式，為大四學生開設了“核技術及應用實驗”課程。有別于傳統(tǒng)實驗教學模式，該課程要求學生在專業(yè)課程范圍內，獨立完成“項目設計報告”，親手制作成品并調試，最終達到設計目標。

在張宇看來，大四學生已經具備獨立思考、獨立創(chuàng)新的能力，大四這個階段剛剛好，“學生自主鉆研的過程比成績重要，他們要動手動腦，綜合運用本科三年所學做成自己想要的一個產品。”

這些年，張宇經常帶領中心老師設計加工、維修實驗設備，所需小零件全部通過鋸、磨、鉆等工序自己制作。他們已完成多項實驗室的建設和改造工程，為本科生實驗教學順利開展提供了技術保障。

“中子發(fā)生器就是從錘柄開始的”

張宇在蘭州大學城關校區(qū)的辦公區(qū)是由幾組柜子從實驗室里隔出來的。在辦公桌旁一個長條形的臺面上，大大小小的工具星羅棋布。張宇坐在實驗臺前，指著手里的裝置介紹，這個和團隊研制成功的“高產額緊湊型D-D中子發(fā)生器”是他們最得意的作品之一。

緊湊型中子發(fā)生器是重要的可控中子源，與同位素中子源相比具有中子產額高、輻射安全性好等優(yōu)勢，在中子應用技術領域有重要應用價值，但我國目前仍缺乏緊湊型中子發(fā)生器成熟技術。

緊湊型中子發(fā)生器的優(yōu)勢是體積小，研發(fā)中的一個關鍵技術是需要在直徑約280mm的狹小空間中饋入150kV的高壓，用來加速氘粒子，打靶產生中子。另外，降低靶上的功率密度和抑制二次電子也是棘手的難題。

經過多次結構工藝優(yōu)化設計和高壓束流加載實驗，2020年張宇帶著團隊成員成功完成了關鍵部件的研發(fā)，為緊湊型中子發(fā)生器技術在我國實現(xiàn)從“0”到“1”突破作出了突出貢獻，其技術指標進入了國際先進行列，為我國中子應用技術系統(tǒng)的研發(fā)奠定了高產額可控中子源基礎。

如今，張宇正帶領團隊的青年科研人員致力于緊湊型中子發(fā)生器的推廣應用工作。目前，已研發(fā)完成的設備有3臺，其中2臺已投入使用。此外，還與中核集團等科研院所合作攻關，致力于讓中子發(fā)生器的產額在長時間運行中達到穩(wěn)定。

參與這一科研任務也讓學生收獲了成長。“學生就應該打磨實踐技術能力，哪怕是從制作小小的錘柄開始，打磨好手頭上的功夫，就能做出中子發(fā)生器這些能解決重大問題的成果。”張宇說。

“安全，永遠是第一位的”

從1996年入職成為講師，一直到23年后的2019年張宇才評上副教授，他笑稱自己是個專心教學和產品研發(fā)的“另類”副教授。

但張宇卻沉浸于自己坐在實驗臺前創(chuàng)造具體實物的成就感，“老師的本職工作是教學，在這個崗位上就要實實在在地做事，何況做的還是自己喜歡的事。”

留校時就開始負責實驗教學和科研，張宇深知實驗室安全對學生的重要性。在蘭州大學榆中校區(qū)第二實驗樓建設時，他要求建筑方只建好室內配電，實驗室的跑線和插座等由他帶領實驗室老師爬地溝、上橋架布置完成。他在實驗課第一節(jié)講的就是“實驗室安全、核安全”，“學生教學實驗室的安全，永遠是第一位的。”

在技術攻關的同時，張宇注重對年輕技術人才的培養(yǎng)，通過傳幫帶，團隊的兩位青年工程師得到了快速成長，已能獨當一面。他指導研究生團隊參加第七屆中國國際“互聯(lián)網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，取得了甘肅賽區(qū)金獎和全國總決賽銀獎的不俗戰(zhàn)績。

20多年來，張宇還研發(fā)制作了252Cf單粒子效應試驗系統(tǒng)、空間光環(huán)境模擬實驗系統(tǒng)、工業(yè)現(xiàn)場中子活化分析在線監(jiān)測系統(tǒng)等產品。在制作空間光環(huán)境模擬試驗系統(tǒng)時，最主要的就是在真空罐中模擬太空的黑冷環(huán)境中建立可調恒溫平臺。為在這個“漆黑的大罐”中攻克零下196攝氏度的液氮冷爆炸等技術難題，張宇坐在實驗室整整花了兩年時間。

“理科思維評價工科科學，并且工程項目周期長、見效慢，一些年輕人看不到希望就可能離開，很難建立穩(wěn)定的工科科研團隊。”近年來，張宇一直在呼吁，希望建立更合理的分類評價體系，助推新工科更好地發(fā)展。（中國教育報-中國教育新聞網記者 尹曉軍 通訊員 王瑛）