熊進(jìn)標(biāo),現(xiàn)任上海交通大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院黨支部書記、教授,主要從事核能系統(tǒng)熱工水力與安全領(lǐng)域的研究。2024年,獲得“中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物”榮譽(yù)。
一、學(xué)海啟航,立強(qiáng)核報(bào)國志
2001年,熊進(jìn)標(biāo)以優(yōu)異成績(jī)考入西安交通大學(xué)核工程與核技術(shù)專業(yè)。在本科四年的學(xué)習(xí)中,他不僅培養(yǎng)了扎實(shí)的專業(yè)功底,更堅(jiān)定了“強(qiáng)核報(bào)國”的理想信念。為了向公眾普及核能知識(shí),他積極組織班級(jí)同學(xué),在專業(yè)老師的指導(dǎo)下,將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為通俗易懂的科普展板,多次舉辦核科普展覽,并成功將展覽從校園延伸至西安市民身邊。在陜西省核學(xué)會(huì)的支持下,他們甚至將核科普展覽帶到了大雁塔廣場(chǎng),為公眾揭開了核能的神秘面紗。
憑借優(yōu)異的本科成績(jī),熊進(jìn)標(biāo)被免試推薦至上海交通大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院攻讀碩士學(xué)位,師從楊燕華和程旭兩位教授。在兩位導(dǎo)師的指導(dǎo)下,他選擇了核電站氫氣安全分析作為研究方向。兩位導(dǎo)師注重國際交流與合作。在他們的鼓勵(lì)下,熊進(jìn)標(biāo)主動(dòng)與國際同行通過郵件展開學(xué)術(shù)探討。然而,他很快發(fā)現(xiàn)自己在專業(yè)知識(shí)的深度和廣度上仍有不足,甚至難以理解對(duì)方的提問與回答。為了彌補(bǔ)這一差距,他潛心鉆研文獻(xiàn),養(yǎng)成了從基礎(chǔ)公式推導(dǎo)的學(xué)習(xí)習(xí)慣,逐步提升自己的專業(yè)能力。功夫不負(fù)有心人,在一次與長期郵件聯(lián)系的德國專家的面對(duì)面交流中,對(duì)方由衷地表示:“今天我從你這里學(xué)到了不少東西”。這句話不僅讓熊進(jìn)標(biāo)感受到努力后的成就感,更讓他堅(jiān)信,只要堅(jiān)持不懈,中國核能研發(fā)水平必將走在世界前列。
二、赴日留學(xué),遭遇福島事故
2008年,在碩士導(dǎo)師的推薦下,熊進(jìn)標(biāo)獲得日本文部省獎(jiǎng)學(xué)金資助,前往東京大學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)成系攻讀博士學(xué)位,師從計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域著名學(xué)者Seiichi Koshizuka教授。Koshizuka教授提出的移動(dòng)粒子法(MPS)廣泛應(yīng)用于核工程和海洋工程領(lǐng)域。熊進(jìn)標(biāo)迅速適應(yīng)了新的研究環(huán)境,并在博士研究中取得進(jìn)展。他在MPS法的壓力泊松方程中引入可壓縮性,成功預(yù)測(cè)了高速液滴撞擊管道壁面的納秒級(jí)GPa壓力載荷脈沖,為核電站管壁減薄速率的預(yù)測(cè)提供了重要支撐。這一成果榮獲日本原子力學(xué)會(huì)計(jì)算科學(xué)分會(huì)年度優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)。
在不到三年時(shí)間里,熊進(jìn)標(biāo)高效完成了博士課題研究。然而,在準(zhǔn)備博士預(yù)答辯和撰寫論文之際,日本大地震爆發(fā),福島核事故也隨之發(fā)生。作為一名核專業(yè)研究人員,他深感責(zé)任重大,主動(dòng)承擔(dān)起為在日留學(xué)生答疑解惑的任務(wù)。他每天密切關(guān)注事故進(jìn)展,多方收集信息,分析放射性風(fēng)險(xiǎn),耐心接聽留學(xué)生電話,詳細(xì)解釋事故情況,極大地緩解了大家的焦慮情緒。福島核事故讓他深刻認(rèn)識(shí)到核安全的重要性,也堅(jiān)定了他在研究中不斷突破,以提升核能系統(tǒng)安全性的決心。福島核事故這段經(jīng)歷不僅錘煉了他的專業(yè)能力,更深化了他對(duì)核能事業(yè)的責(zé)任感和使命感。
三、迎難而上,流場(chǎng)測(cè)量屢突破
博士畢業(yè)后,熊進(jìn)標(biāo)回到上海交通大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院任教,并迅速開啟了科研新篇章。學(xué)院剛從國外高價(jià)購買了一臺(tái)激光多普勒測(cè)速儀,大家都為狹小空間內(nèi)的激光束對(duì)齊而犯了難。盡管缺乏試驗(yàn)經(jīng)歷,他還是毅然決定迎難而上、突破自我。他帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)采用平移法成功攻克了光束對(duì)齊難題,實(shí)現(xiàn)了燃料棒束結(jié)構(gòu)中精確的對(duì)光。然而,試驗(yàn)設(shè)備的細(xì)微震動(dòng)和長時(shí)間測(cè)量對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。熊進(jìn)標(biāo)與研究生們輪流值守,確保獲取了高品質(zhì)的流場(chǎng)數(shù)據(jù),為自主核電軟件COSINE的驗(yàn)證提供了堅(jiān)實(shí)支撐。
為了突破激光多普勒測(cè)速儀受固體材料遮擋的局限,熊進(jìn)標(biāo)將目光投向了折射率補(bǔ)償技術(shù),旨在實(shí)現(xiàn)固體材料在液體中的“隱身”。他從FEP和水的折射率匹配入手,但FEP材料的透光性和流致振動(dòng)問題成為新的障礙。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),他帶領(lǐng)課題組創(chuàng)新性地開發(fā)了FEP管內(nèi)充水加壓的加固方法,在保證透光性的同時(shí)有效抑制了流致振動(dòng),成功利用粒子圖像測(cè)速技術(shù)獲得了燃料組件的高分辨流場(chǎng)數(shù)據(jù)。
然而,熊進(jìn)標(biāo)的探索并未止步。他瞄準(zhǔn)了更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)測(cè)量,選擇了碘化鈉溶液匹配有機(jī)玻璃的補(bǔ)償方案。面對(duì)碘化鈉溶液易氧化變色和成本高昂的難題,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出氮?dú)饧訅憾杌驼婵彰撗醯难趸种品椒ǎ⒊晒Υ罱烁呃字Z數(shù)的折射率補(bǔ)償回路。這一創(chuàng)新不僅首次實(shí)現(xiàn)了壓力容器下封頭的高分辨流場(chǎng)測(cè)量,為數(shù)值反應(yīng)堆的驗(yàn)證提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù),還保持了回路長達(dá)四年的穩(wěn)定運(yùn)行。熊進(jìn)標(biāo)的研究不僅推動(dòng)了流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步,更展現(xiàn)了他不斷突破自我的精神。
四、不懼挑戰(zhàn),兩相研究求創(chuàng)新
在單相流場(chǎng)測(cè)量取得突破后,熊進(jìn)標(biāo)將研究目標(biāo)轉(zhuǎn)向更具挑戰(zhàn)性的兩相流動(dòng)沸騰傳熱領(lǐng)域。在高溫高壓的板燃料窄通道中,相分布測(cè)量和相界面表征一直是技術(shù)難題。他帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,發(fā)明并研制了基于陶瓷基印刷電路的空泡掃描傳感器和多級(jí)壓力補(bǔ)償密封結(jié)構(gòu),成功實(shí)現(xiàn)了在高溫高壓環(huán)境下矩形窄通道兩相沸騰的kHz高頻相場(chǎng)非介入測(cè)量,獲得了廣流型高時(shí)空分辨相場(chǎng)數(shù)據(jù)。基于這些數(shù)據(jù),他和團(tuán)隊(duì)提出了二分量相界面濃度模型,建立了相應(yīng)的相間作用本構(gòu)模型體系,顯著提升了板燃料堆芯的兩相瞬態(tài)分析精度。
壁面氣泡核化行為對(duì)熱流密度分配特性和蒸發(fā)量具有重要影響。為了深入研究這一現(xiàn)象,熊進(jìn)標(biāo)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心鉆研了多場(chǎng)高分辨同步測(cè)量技術(shù),構(gòu)建了激光干涉微液層測(cè)量、高速紅外測(cè)溫和高速攝像觀測(cè)氣泡行為的異頻同步系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)核化汽泡微液層分布、壁面溫度變化和汽泡界面形態(tài)的高精度同步測(cè)量,空間分辨率達(dá)到10μm,測(cè)量幀頻超過kHz。他還發(fā)展了三維導(dǎo)熱反問題求解算法,通過分析高時(shí)空分辨的多場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù),揭示了汽泡生長周期內(nèi)壁面熱流的變化規(guī)律,并構(gòu)建了基于滑移汽泡行為的五分量壁面沸騰傳熱模型體系,顯著提高了流動(dòng)沸騰傳熱的空泡份額預(yù)測(cè)精度。
熊進(jìn)標(biāo)從科研工作中收獲了快樂,也獲得了同行的認(rèn)可。近年來,他主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃( 青年科學(xué)家項(xiàng)目 )1項(xiàng),國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目4項(xiàng)( 其中企業(yè)聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng) ),國家科技重大專項(xiàng)子課題/專題5項(xiàng),先后獲得中國核學(xué)會(huì)青年獎(jiǎng)、中電聯(lián)電力創(chuàng)新二等獎(jiǎng)、中核集團(tuán)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)等科研獎(jiǎng)勵(lì),并入選中核集團(tuán)菁英人才和上海市浦江人才等人才計(jì)劃。
(本文由上海交通大學(xué)提供)