“那是七、八歲的時(shí)候吧，小時(shí)候沒(méi)什么玩具，就自己用木頭做玩具槍和小木車。”眼前這個(gè)笑意盈盈地回憶童年的中年人，是蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任張宇老師。 自己動(dòng)手制作小玩具的畫(huà)面成了張宇難忘的童年回憶：

“一群小孩子坐在一起，在木板上刻畫(huà)出槍的樣子，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(tīng)到‘啪’的一聲響！”

把興趣愛(ài)好和工作相結(jié)合，26年來(lái)張宇埋頭工作臺(tái)錘煉工程技術(shù)，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)課“保駕護(hù)航”。他為空間光通訊試驗(yàn)而模擬黑、冷、真空的太空環(huán)境系統(tǒng)一頭扎在實(shí)驗(yàn)室兩年，做出了“漆黑的大罐”等科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置；與團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三年多的奮斗，親手做出了高產(chǎn)額緊湊型中子發(fā)生器，打破國(guó)外的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷。

“學(xué)生自主鉆研的過(guò)程比成績(jī)重要”

在張宇的辦公桌上，放著一本絕版教材———《原子核物理實(shí)驗(yàn)方法》，書(shū)的封面和封底的邊緣已經(jīng)被磨爛了，包上了老式塑料狀書(shū)皮，一頁(yè)頁(yè)泛黃的紙張承載著張宇關(guān)于實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的記憶。

1996年，張宇從蘭州大學(xué)現(xiàn)代物理系畢業(yè)，當(dāng)時(shí)現(xiàn)代物理系負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾位老先生全都退休，學(xué)院面臨著新學(xué)期本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)課無(wú)法開(kāi)展的困境，剛畢業(yè)留校的張宇就被留下來(lái)負(fù)責(zé)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研。主要任務(wù)是原子核物理專業(yè)本科生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，兼顧儀器維修，從儀器維修入手鍛煉自己，空余時(shí)間做了很多應(yīng)用性的科研工作，“那個(gè)時(shí)候比較窮，不動(dòng)手不行啊！”。

當(dāng)時(shí)學(xué)院開(kāi)設(shè)的《原子核物理實(shí)驗(yàn)》、《原子核物理實(shí)驗(yàn)方法》兩門(mén)實(shí)驗(yàn)課10個(gè)實(shí)驗(yàn)題目全都由張宇負(fù)責(zé)，所涉及的儀器非常專業(yè)，對(duì)剛畢業(yè)的本科生來(lái)講，絕非易事。他為了保證新學(xué)期實(shí)驗(yàn)課程能夠順利完成，暑假期間便搬了一張行軍床到實(shí)驗(yàn)室，一住就是兩個(gè)月。自己先把“NaI(Tl)譜儀”“γ吸收”“α普儀”“符合測(cè)量”等10個(gè)實(shí)驗(yàn)都做了好多遍，摸索每個(gè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，掌握每套設(shè)備的性能。

在有了多年的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)積累后，針對(duì)學(xué)院新工科本科專業(yè)———核工程與核技術(shù)，2010年張宇獨(dú)創(chuàng)了一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，為該專業(yè)大四學(xué)生開(kāi)設(shè)了《核技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》課程。該課程有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，其特色之處是要求學(xué)生在專業(yè)課程范圍內(nèi)，綜合所學(xué)知識(shí)自己選題、自己設(shè)計(jì)、自己制作、自主完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和解惑。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要獨(dú)立完成“項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告”，老師審閱設(shè)計(jì)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)原理及可行性并通過(guò)之后，學(xué)生開(kāi)始自己設(shè)計(jì)原理圖和PCB板圖、自行雕刻PCB板、自己購(gòu)買(mǎi)材料、親手制作成品并調(diào)試，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。在學(xué)期末參照學(xué)術(shù)論文模式提交結(jié)題報(bào)告，并進(jìn)行答辯。

這門(mén)課程已開(kāi)設(shè)了十余年，為工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)摸索出了一條新的途徑，受到了學(xué)生的廣泛好評(píng)，同學(xué)們紛紛表示“這才是大學(xué)應(yīng)該有的實(shí)驗(yàn)課”。但有些同學(xué)覺(jué)得大四面臨找工作，課程完成得很倉(cāng)促，要求提前到大二上課。但張宇的考量是，大四學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)具備獨(dú)立思考、獨(dú)立創(chuàng)新的能力，該課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)、獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新、親力親為的工作能力，大四這個(gè)階段剛剛好。

“他們要?jiǎng)邮謩?dòng)腦、綜合運(yùn)用本科三年所學(xué)做成自己想要的一個(gè)產(chǎn)品。”這是張宇對(duì)同學(xué)們的期待和要求。他積極為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的條件，“有些東西不是聽(tīng)課就能學(xué)到的，我們那時(shí)候上大學(xué)每個(gè)學(xué)生都備著電烙鐵，收音機(jī)、耳機(jī)壞了也都是自己修的，工科就是得自己喜歡，主動(dòng)琢磨才能很快進(jìn)步。”

為了給同學(xué)們練習(xí)工科基礎(chǔ)技能創(chuàng)造條件，張宇還動(dòng)手建設(shè)起核技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。2008年蘭大儀器廠替換廢舊工具器材，他跟對(duì)方聯(lián)系要來(lái)舊工具，自己請(qǐng)人幫忙把舊工具器材搬進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室再利用。

作為蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任，張宇有時(shí)會(huì)帶領(lǐng)中心的其他老師設(shè)計(jì)加工維修實(shí)驗(yàn)設(shè)備，所需小零件通過(guò)鋸、磨、鉆等工序親自制作，完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和改造工程，為學(xué)院本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展提供了技術(shù)保障。

“中子發(fā)生器就是從錘柄開(kāi)始的”

張宇在城關(guān)校區(qū)的辦公區(qū)是由幾組柜子從實(shí)驗(yàn)室里隔出來(lái)的，辦公區(qū)占整個(gè)空間的三分之一。兩個(gè)區(qū)域由一個(gè)一米寬的過(guò)道相連，實(shí)驗(yàn)區(qū)擺放著三張工作臺(tái)和磨損嚴(yán)重的打磨鉆孔儀器，墻邊的柜子里擺放著幾臺(tái)不同年代的測(cè)電儀。

在辦公桌旁一個(gè)長(zhǎng)條形的臺(tái)面上，大大小小的工具星羅棋布，但這并不是他的“全部家當(dāng)”，當(dāng)張宇取出四個(gè)工具箱并分別介紹他所收藏的那些大大小小的工具及其作用時(shí)，嘴角的笑意又增加了幾分。

“你看，我手里組裝的這個(gè)小玩意兒就是中子探測(cè)器的一部分。”張宇坐在實(shí)驗(yàn)臺(tái)前，指著手里的裝置介紹道。這個(gè)和團(tuán)隊(duì)研制成功的“高產(chǎn)額緊湊型D-D中子發(fā)生器”是張宇最得意的作品之一。

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(chǎn)額高、輻射安全性好等優(yōu)勢(shì)，在中子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已有成熟產(chǎn)品，但通常以可用于軍工研究為理由對(duì)中國(guó)限購(gòu)。針對(duì)我國(guó)缺乏緊湊型中子發(fā)生器成熟技術(shù)的現(xiàn)狀，姚恩澤、張宇科研團(tuán)隊(duì)將其設(shè)為“十三五”期間的重點(diǎn)攻關(guān)課題。

緊湊型中子發(fā)生器的優(yōu)勢(shì)是體積小(280mm×1000mm)、中子產(chǎn)額高（D-D產(chǎn)額3×108/s）。研發(fā)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是需要在直徑約280mm的狹小空間中饋入150kV的高壓，用來(lái)加速氘粒子，打靶產(chǎn)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。

由于國(guó)外不提供原配高壓插座，這就需要自己研制高壓饋入系統(tǒng)。有一次團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)進(jìn)口高壓電纜絕緣層———硅橡膠會(huì)“打火”，絕緣層表面被電火花打出了一道凹槽。為了解決這個(gè)放電打火問(wèn)題，對(duì)高壓電纜絕緣層展開(kāi)研究。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終通過(guò)特殊手段解決這一問(wèn)題。高壓加速器二次電子抑制一直是很難解決的問(wèn)題，張宇和團(tuán)隊(duì)成員公關(guān)解決了緊湊型中子發(fā)生器二次電子抑制技術(shù)。

樣機(jī)測(cè)試是在榆中校區(qū)的實(shí)驗(yàn)樓里完成的，那是一棟由混凝土直接澆筑、墻體兩米厚的獨(dú)棟建筑，通道像迷宮（防止中子散射）。進(jìn)行樣機(jī)測(cè)試時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員會(huì)在里面放置攝像頭，在外部的控制室完成控制和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。樣機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)一旦開(kāi)始就不能中斷，張宇和同學(xué)們48小時(shí)甚至72小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)不能休息的情況時(shí)有發(fā)生，午飯推遲的下午三、四點(diǎn)，晚飯推遲到晚上十一二點(diǎn)都是常事。實(shí)驗(yàn)期間團(tuán)隊(duì)成員有困難就找會(huì)張宇，實(shí)驗(yàn)累了，張宇就帶同學(xué)們常去的“老地方”吃飯。

經(jīng)過(guò)多次結(jié)構(gòu)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)和高壓束流加載實(shí)驗(yàn)，2020年他帶著團(tuán)隊(duì)其他成員成功完成了關(guān)鍵部件的研發(fā)，為緊湊型中子發(fā)生器技術(shù)在我國(guó)實(shí)現(xiàn)從“0”到“1”突破做出了突出貢獻(xiàn)，其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)入了國(guó)際先進(jìn)行列，為我國(guó)中子應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)奠定了高產(chǎn)額可控中子源基礎(chǔ)。

目前張宇老師正在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的青年科研人員致力于緊湊型中子發(fā)生器的推廣應(yīng)用工作，已研發(fā)完成的設(shè)備有3臺(tái)，其中2臺(tái)已提供給用戶使用。團(tuán)隊(duì)還將與中核集團(tuán)等科研院所合作攻關(guān)，致力于讓中子發(fā)生器的產(chǎn)額在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中達(dá)到穩(wěn)定。另外，該團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)D-T中子產(chǎn)額為5×1012/s的強(qiáng)流中子發(fā)生器。

參與這一科研任務(wù)也讓學(xué)生收獲了成長(zhǎng)，“學(xué)生就應(yīng)該打磨實(shí)踐技術(shù)能力，哪怕是從制作小小的錘柄開(kāi)始，沉下去坐得住，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(wèn)題的成果。”張宇說(shuō)。

二十多年來(lái)，張宇的成果不只有中子發(fā)生器，他還研發(fā)制作了252Cf單粒子效應(yīng)試驗(yàn)系統(tǒng)、空間光環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中子活化分析在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等產(chǎn)品。在制作空間光環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)，模擬太空環(huán)境遇到了許多問(wèn)題，其中最主要的就是在真空罐中模擬太空的黑冷環(huán)境和建立可調(diào)恒溫平臺(tái)。為了在這個(gè)“漆黑的大罐”中建立真空熱沉，攻克零下196攝氏度的液氮冷爆炸等技術(shù)難題，他坐在實(shí)驗(yàn)室整整花了兩年時(shí)間。

“蘭大核科學(xué)建系和北大一樣早，堅(jiān)守和清華一樣好，中國(guó)的第一臺(tái)強(qiáng)流中子發(fā)生器是蘇桐齡、孫別和、水永清等一批老先生親手一件一件做出來(lái)的，我計(jì)劃繼續(xù)把緊湊型中子發(fā)生器做下去。”張宇說(shuō)。

“任務(wù)砸到我頭上了，我就好好干”

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

剛工作的時(shí)候掙300多元，住在校園筒子樓，看著當(dāng)時(shí)二分部對(duì)面兩千塊一平方米的房子，張宇只覺(jué)得“和咱沒(méi)關(guān)系，任務(wù)砸到我頭上就好好干，不計(jì)較個(gè)人得失，沒(méi)多想評(píng)職稱啥的。”

談起張宇，同事姚澤恩教授說(shuō)他有著難能可貴的品質(zhì)：“不計(jì)個(gè)人得失，任勞任怨，不以發(fā)表學(xué)術(shù)論文為唯一目標(biāo)，堅(jiān)持以需求為導(dǎo)向，積極的開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新工作，為中子發(fā)生器的成功研發(fā)和應(yīng)用做出了突出貢獻(xiàn)，展現(xiàn)了良好的‘工匠’精神。”

張宇所在的科研團(tuán)隊(duì)有明確的分工，姚澤恩老師負(fù)責(zé)宏觀把握方向，張宇負(fù)責(zé)工程項(xiàng)目的具體實(shí)施。而科研團(tuán)隊(duì)對(duì)成員的梯隊(duì)有要求，他在外出科研交流和考察合作的時(shí)候發(fā)現(xiàn)之前沒(méi)有在意的職稱問(wèn)題卻成為了他開(kāi)展工作的“障礙”。“應(yīng)用型科研很難拿出文章，我的論文主要是處理實(shí)際問(wèn)題、實(shí)踐指導(dǎo)性較強(qiáng)，但不夠前沿。”但張宇沉浸于自己坐在實(shí)驗(yàn)臺(tái)前創(chuàng)造具體實(shí)物的成就感。“搞研發(fā)就不能有過(guò)多的想法，我一旦分心就做不好工作了，”張宇說(shuō)，“老師的本職工作是教學(xué)，在這個(gè)崗位上拿了國(guó)家給的工資，就要實(shí)實(shí)在在地做事，何況做的還是自己喜歡的事。”

留校工作就開(kāi)始負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研，張宇深知實(shí)驗(yàn)室安全對(duì)學(xué)校和學(xué)生的重要性。在蘭州大學(xué)榆中校區(qū)第二實(shí)驗(yàn)樓建設(shè)時(shí)，他要求建筑方只建好室內(nèi)配電，實(shí)驗(yàn)室的跑線和插座等由他帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室?guī)孜焕蠋熥约和瓿伞？紤]到實(shí)驗(yàn)室線路多，為了學(xué)生用電安全和整潔美觀，他選用安全堅(jiān)固的半圓形“扣線槽”布線，再固定到地板上，為學(xué)生的安全加上了一層“保護(hù)殼”。為避免虛接電線連接采用焊接方式，更加安全可靠。為了安全，中子大廳科研用電都是自己爬地溝、上橋架，親力親為，自己布置。

張宇認(rèn)為這是他作為實(shí)驗(yàn)中心主任的“教學(xué)服務(wù)”，為學(xué)生營(yíng)造安全的實(shí)驗(yàn)室是他分內(nèi)職責(zé)所在。他的實(shí)驗(yàn)課的第一節(jié)講的就是“實(shí)驗(yàn)室安全、核安全”，到目前為止經(jīng)他手建成的實(shí)驗(yàn)室26年來(lái)沒(méi)有出過(guò)任何事故，“學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全，永遠(yuǎn)是第一位的。”

在技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，張宇也注重對(duì)年輕技術(shù)人才的培養(yǎng)，通過(guò)傳幫帶，團(tuán)隊(duì)的兩位青年工程師得到了快速成長(zhǎng)，已成為可獨(dú)當(dāng)一面的技術(shù)骨干。他還指導(dǎo)研究生團(tuán)隊(duì)以緊湊型中子發(fā)生器成果為基礎(chǔ)參加第七屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，取得了甘肅賽區(qū)金獎(jiǎng)和全國(guó)總決賽銀獎(jiǎng)的不俗戰(zhàn)績(jī)。

但張宇也有自己的難處，“理科思維評(píng)價(jià)工科科學(xué)，年輕人跟著干了四、五年沒(méi)有文章，并且工程項(xiàng)目周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢，看不到希望就可能離開(kāi)，很難建立穩(wěn)定的工科科研團(tuán)隊(duì)”。張宇說(shuō)針對(duì)這種現(xiàn)象，希望能有更合理的分類評(píng)價(jià)體系，有利于新工科的發(fā)展。

參加工作幾十年里，張宇磨練形成了綜合應(yīng)用知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力，堅(jiān)守實(shí)驗(yàn)臺(tái)親手做出空間光環(huán)境模擬裝置、中子發(fā)生器等成果，持之以恒詮釋著“工匠精神”，但他卻評(píng)價(jià)自己“似乎沒(méi)啥看家本領(lǐng)，只是踏踏實(shí)實(shí)做人、認(rèn)認(rèn)真真做事。”