“那是七、八歲的時候吧，小時候沒什么玩具，就自己用木頭做玩具槍和小木車。”眼前這個笑意盈盈地回憶童年的中年人，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老師。 自己動手制作小玩具的畫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，聽到‘啪’的一聲響！”

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”。他為空間光通訊試驗而模擬黑、冷、真空的太空環境系統一頭扎在實驗室兩年，做出了“漆黑的大罐”等科學實驗裝置；與團隊經過三年多的奮斗，親手做出了高產額緊湊型中子發生器，打破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被磨爛了，包上了老式塑料狀書皮，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，張宇從蘭州大學現代物理系畢業，當時現代物理系負責實驗教學的幾位老先生全都退休，學院面臨著新學期本科生實驗教學課無法開展的困境，剛畢業留校的張宇就被留下來負責教學實驗和科研。主要任務是原子核物理專業本科生的專業實驗課教學，兼顧儀器維修，從儀器維修入手鍛煉自己，空余時間做了很多應用性的科研工作，“那個時候比較窮，不動手不行啊！”。

當時學院開設的《原子核物理實驗》、《原子核物理實驗方法》兩門實驗課10個實驗題目全都由張宇負責，所涉及的儀器非常專業，對剛畢業的本科生來講，絕非易事。他為了保證新學期實驗課程能夠順利完成，暑假期間便搬了一張行軍床到實驗室，一住就是兩個月。自己先把“NaI(Tl)譜儀”“γ吸收”“α普儀”“符合測量”等10個實驗都做了好多遍，摸索每個實驗的特點，掌握每套設備的性能。

在有了多年的實驗課教學積累后，針對學院新工科本科專業———核工程與核技術，2010年張宇獨創了一種新的實驗教學模式，為該專業大四學生開設了《核技術及應用實驗》課程。該課程有別于傳統實驗教學模式，其特色之處是要求學生在專業課程范圍內，綜合所學知識自己選題、自己設計、自己制作、自主完成一個實驗項目，老師負責指導和解惑。

在實驗過程中，學生需要獨立完成“項目設計報告”，老師審閱設計報告的實驗原理及可行性并通過之后，學生開始自己設計原理圖和PCB板圖、自行雕刻PCB板、自己購買材料、親手制作成品并調試，最終達到設計目標。在學期末參照學術論文模式提交結題報告，并進行答辯。

這門課程已開設了十余年，為工科實驗教學摸索出了一條新的途徑，受到了學生的廣泛好評，同學們紛紛表示“這才是大學應該有的實驗課”。但有些同學覺得大四面臨找工作，課程完成得很倉促，要求提前到大二上課。但張宇的考量是，大四學生應該已經具備獨立思考、獨立創新的能力，該課程重點培養學生綜合應用所學知識、獨立思考、自主創新、親力親為的工作能力，大四這個階段剛剛好。

“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。”這是張宇對同學們的期待和要求。他積極為學生提供動手實驗的條件，“有些東西不是聽課就能學到的，我們那時候上大學每個學生都備著電烙鐵，收音機、耳機壞了也都是自己修的，工科就是得自己喜歡，主動琢磨才能很快進步。”

為了給同學們練習工科基礎技能創造條件，張宇還動手建設起核技術創新實驗室。2008年蘭大儀器廠替換廢舊工具器材，他跟對方聯系要來舊工具，自己請人幫忙把舊工具器材搬進了實驗室再利用。

作為蘭州大學核科學與技術學院省級實驗教學示范中心主任，張宇有時會帶領中心的其他老師設計加工維修實驗設備，所需小零件通過鋸、磨、鉆等工序親自制作，完成多項實驗室的建設和改造工程，為學院本科生實驗教學的順利開展提供了技術保障。

“中子發生器就是從錘柄開始的”

張宇在城關校區的辦公區是由幾組柜子從實驗室里隔出來的，辦公區占整個空間的三分之一。兩個區域由一個一米寬的過道相連，實驗區擺放著三張工作臺和磨損嚴重的打磨鉆孔儀器，墻邊的柜子里擺放著幾臺不同年代的測電儀。

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，但這并不是他的“全部家當”，當張宇取出四個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，嘴角的笑意又增加了幾分。

“你看，我手里組裝的這個小玩意兒就是中子探測器的一部分。”張宇坐在實驗臺前，指著手里的裝置介紹道。這個和團隊研制成功的“高產額緊湊型D-D中子發生器”是張宇最得意的作品之一。

緊湊型中子發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、輻射安全性好等優勢，在中子應用技術領域有重要應用價值，美國等發達國家已有成熟產品，但通常以可用于軍工研究為理由對中國限購。針對我國缺乏緊湊型中子發生器成熟技術的現狀，姚恩澤、張宇科研團隊將其設為“十三五”期間的重點攻關課題。

緊湊型中子發生器的優勢是體積小(280mm×1000mm)、中子產額高（D-D產額3×108/s）。研發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。

由于國外不提供原配高壓插座，這就需要自己研制高壓饋入系統。有一次團隊成員發現進口高壓電纜絕緣層———硅橡膠會“打火”，絕緣層表面被電火花打出了一道凹槽。為了解決這個放電打火問題，對高壓電纜絕緣層展開研究。經過長時間反復實驗，最終通過特殊手段解決這一問題。高壓加速器二次電子抑制一直是很難解決的問題，張宇和團隊成員公關解決了緊湊型中子發生器二次電子抑制技術。

樣機測試是在榆中校區的實驗樓里完成的，那是一棟由混凝土直接澆筑、墻體兩米厚的獨棟建筑，通道像迷宮（防止中子散射）。進行樣機測試時，團隊成員會在里面放置攝像頭，在外部的控制室完成控制和數據監測。樣機測試實驗一旦開始就不能中斷，張宇和同學們48小時甚至72小時連續監測不能休息的情況時有發生，午飯推遲的下午三、四點，晚飯推遲到晚上十一二點都是常事。實驗期間團隊成員有困難就找會張宇，實驗累了，張宇就帶同學們常去的“老地方”吃飯。

經過多次結構工藝優化設計和高壓束流加載實驗，2020年他帶著團隊其他成員成功完成了關鍵部件的研發，為緊湊型中子發生器技術在我國實現從“0”到“1”突破做出了突出貢獻，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的研發奠定了高產額可控中子源基礎。

目前張宇老師正在帶領團隊的青年科研人員致力于緊湊型中子發生器的推廣應用工作，已研發完成的設備有3臺，其中2臺已提供給用戶使用。團隊還將與中核集團等科研院所合作攻關，致力于讓中子發生器的產額在長時間運行中達到穩定。另外，該團隊正在研發D-T中子產額為5×1012/s的強流中子發生器。

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，沉下去坐得住，打磨好手頭上的功夫，就能做出中子發生器這些能解決重大問題的成果。”張宇說。

二十多年來，張宇的成果不只有中子發生器，他還研發制作了252Cf單粒子效應試驗系統、空間光環境模擬實驗系統、工業現場中子活化分析在線監測系統等產品。在制作空間光環境模擬試驗系統時，模擬太空環境遇到了許多問題，其中最主要的就是在真空罐中模擬太空的黑冷環境和建立可調恒溫平臺。為了在這個“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難題，他坐在實驗室整整花了兩年時間。

“蘭大核科學建系和北大一樣早，堅守和清華一樣好，中國的第一臺強流中子發生器是蘇桐齡、孫別和、水永清等一批老先生親手一件一件做出來的，我計劃繼續把緊湊型中子發生器做下去。”張宇說。

“任務砸到我頭上了，我就好好干”

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

剛工作的時候掙300多元，住在校園筒子樓，看著當時二分部對面兩千塊一平方米的房子，張宇只覺得“和咱沒關系，任務砸到我頭上就好好干，不計較個人得失，沒多想評職稱啥的。”

談起張宇，同事姚澤恩教授說他有著難能可貴的品質：“不計個人得失，任勞任怨，不以發表學術論文為唯一目標，堅持以需求為導向，積極的開展技術創新工作，為中子發生器的成功研發和應用做出了突出貢獻，展現了良好的‘工匠’精神。”

張宇所在的科研團隊有明確的分工，姚澤恩老師負責宏觀把握方向，張宇負責工程項目的具體實施。而科研團隊對成員的梯隊有要求，他在外出科研交流和考察合作的時候發現之前沒有在意的職稱問題卻成為了他開展工作的“障礙”。“應用型科研很難拿出文章，我的論文主要是處理實際問題、實踐指導性較強，但不夠前沿。”但張宇沉浸于自己坐在實驗臺前創造具體實物的成就感。“搞研發就不能有過多的想法，我一旦分心就做不好工作了，”張宇說，“老師的本職工作是教學，在這個崗位上拿了國家給的工資，就要實實在在地做事，何況做的還是自己喜歡的事。”

留校工作就開始負責實驗教學和科研，張宇深知實驗室安全對學校和學生的重要性。在蘭州大學榆中校區第二實驗樓建設時，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幾位老師自己完成。考慮到實驗室線路多，為了學生用電安全和整潔美觀，他選用安全堅固的半圓形“扣線槽”布線，再固定到地板上，為學生的安全加上了一層“保護殼”。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。

張宇認為這是他作為實驗中心主任的“教學服務”，為學生營造安全的實驗室是他分內職責所在。他的實驗課的第一節講的就是“實驗室安全、核安全”，到目前為止經他手建成的實驗室26年來沒有出過任何事故，“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，張宇也注重對年輕技術人才的培養，通過傳幫帶，團隊的兩位青年工程師得到了快速成長，已成為可獨當一面的技術骨干。他還指導研究生團隊以緊湊型中子發生器成果為基礎參加第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽，取得了甘肅賽區金獎和全國總決賽銀獎的不俗戰績。

但張宇也有自己的難處，“理科思維評價工科科學，年輕人跟著干了四、五年沒有文章，并且工程項目周期長、見效慢，看不到希望就可能離開，很難建立穩定的工科科研團隊”。張宇說針對這種現象，希望能有更合理的分類評價體系，有利于新工科的發展。

參加工作幾十年里，張宇磨練形成了綜合應用知識解決工程問題的能力，堅守實驗臺親手做出空間光環境模擬裝置、中子發生器等成果，持之以恒詮釋著“工匠精神”，但他卻評價自己“似乎沒啥看家本領，只是踏踏實實做人、認認真真做事。”