從學(xué)習(xí)機(jī)械制造到轉(zhuǎn)向原子能研究，從核潛艇反應(yīng)堆設(shè)計到核燃料和元件考驗，他時刻響應(yīng)祖國的召喚，努力實現(xiàn)科研領(lǐng)域的跨越；從服務(wù)于祖國的核武事業(yè)到領(lǐng)銜引進(jìn)國外先進(jìn)試驗性核反應(yīng)堆，從加入致力于核科學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的科研院所到任職于中國核工業(yè)集團(tuán)對外工程公司，他適時轉(zhuǎn)換角色，不斷開拓事業(yè)和人生的新境界。

臨近古稀之年，他再次華麗轉(zhuǎn)身，全身心投入醫(yī)用核微堆建設(shè)和應(yīng)用研究，為人類抗癌事業(yè)孜孜以求，研制出世界首個“醫(yī)院中子照射器”，使中國在硼中子俘獲療法領(lǐng)域大步跨入國際先進(jìn)行列。老驥伏櫪，志在千里，一生為“核”的他，仿佛實現(xiàn)了科研生涯的裂變，獲得超凡能量，讓88歲的耄耋之年迸發(fā)出科研的青春與熱情，放射出璀璨的生命光華。

他就是中國工程院院士、核反應(yīng)堆工程專家周永茂。

冬日一個陽光明媚的午后，北京西直門外大街首建金融中心大廈六層的一間會議室，我們與周永茂相對而坐，傾聽他約一個甲子勤奮攀登的科研故事，感受他科技報國的熾熱情懷。

填補空白 期待推廣

“你們上午實地進(jìn)行了探訪，可以看到，它使用的是名副其實的微堆，體積很小，結(jié)構(gòu)很簡單。更重要的是，堆芯核燃料濃縮鈾的濃度只有12.43%，可以確保安全。在醫(yī)院找個安放的空間很方便，完全有條件成為門診治療項目。”一落座，周永茂就詢問起本報前沿科創(chuàng)調(diào)研組一行當(dāng)日上午探訪“醫(yī)院中子照射器”的情況，并饒有興致地闡釋起其特點和優(yōu)勢。“醫(yī)院中子照射器”是周永茂最近十多年的心血之作。為此，他不僅費盡心力，而且把所得的香港何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎獎金全部拿出來做起步研究費用。

“您當(dāng)初為什么下這么大決心，志在必得？”對此，周永茂回答說，核能如果利用好，就是造福人類的天使，不僅可以為人類提供豐富的能源，而且為癌癥治療開辟了路徑。從居里夫人發(fā)現(xiàn)放射療性及其后的種種應(yīng)用開始，核醫(yī)療特別是硼中子俘獲療法在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)發(fā)展突飛猛進(jìn)。中國每年癌癥發(fā)病率較高，但是此前一直沒有專門用于硼中子俘獲療法的核裝置，他作為核反應(yīng)堆工程專家，多年來致力于微型反應(yīng)堆研究，有技術(shù)能力、有責(zé)任為國人在此領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。

周永茂研究發(fā)現(xiàn)，國外中子源是幾百到上萬千瓦功率的大中型核反應(yīng)堆，用于臨床治療很不便。他憑借多年微堆研究經(jīng)驗，下決心不僅要研制出中國自己的硼中子俘獲療法核裝置，而且要體積小、造價低、操作方便，可供醫(yī)院臨床使用，使中子俘獲療法惠及普通患者。經(jīng)過十余年艱苦奮斗，在包括中國工程院院士、時任天壇醫(yī)院院長王忠誠等十多位院士的鼎力支持下，一座30千瓦功率、具備兩條治療中子束、配設(shè)現(xiàn)代分析儀器的“醫(yī)院中子照射器”終于在2010年建成，填補了國內(nèi)空白，并于2012年摘得中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)一等獎，2013年獲評“中國十大核科技進(jìn)展”之一。

回顧“醫(yī)院中子照射器”研制和實驗之路，周永茂感慨其中的艱難，在缺少有關(guān)方面統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和支持的情況下，他只有積極爭取科學(xué)界的支持和襄助，進(jìn)行跨學(xué)科、跨行業(yè)的合作和攻關(guān)，充分利用自己多年在業(yè)內(nèi)的影響力，千方百計調(diào)動和整合資源。此外，他還要克服資金不足的困難，自掏腰包無疑是杯水車薪，為此，他只得四處尋求支持。“有志者事竟成，國家衛(wèi)生健康委前不久進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國不僅有了用于硼中子俘獲療法的自主知識產(chǎn)權(quán)的核裝置，而且實現(xiàn)小型化并已用于臨床實驗了。”周永茂自豪地說。

對“醫(yī)院中子照射器”的臨床實驗情況，周永茂坦言有喜有憂：喜的是，從到目前為止進(jìn)行的幾例惡性黑色素瘤患者臨床治療來看，效果都非常好；憂的是，獲正式運營許可以來約5年間，僅治療數(shù)例，距離其發(fā)揮應(yīng)有的效能相差太遠(yuǎn)，也嚴(yán)重制約該領(lǐng)域進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展。“期待國家衛(wèi)健委能盡快制訂并出臺有關(guān)以硼中子俘獲療法抗擊癌癥領(lǐng)域的總體規(guī)劃，推動相關(guān)技術(shù)和裝置臨床應(yīng)用，滿足患者的需求。中國在核技術(shù)和醫(yī)療水平方面整體實力雄厚，只要統(tǒng)籌安排、協(xié)調(diào)推進(jìn)，我認(rèn)為5年內(nèi)，就可以實現(xiàn)領(lǐng)跑。”周永茂信心十足地說。

鐘情微堆 國際領(lǐng)先

周永茂對中國硼中子俘獲療法治療癌癥技術(shù)的信心，在很大程度上來自對中國小型核堆技術(shù)水平的認(rèn)知。“醫(yī)院中子照射器”應(yīng)用的就是微堆技術(shù)，而中國微堆技術(shù)在國際上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位，以周永茂為代表的中國核能專家經(jīng)過多年努力，不僅在國內(nèi)建成系列微堆，而且在國際競爭中勝出，產(chǎn)品打入海外市場。

對于中國微堆技術(shù)取得國際領(lǐng)先地位的原因，周永茂的解釋是，一方面是被逼出來的，另一方面得益于一些中國核能專家研究重點轉(zhuǎn)向微堆。他解釋說，上世紀(jì)80年代，中國受制于經(jīng)濟(jì)實力等方面的因素，不得不放棄一些大型核能項目的研究和建設(shè)，轉(zhuǎn)而研究微堆，他本人當(dāng)時就受命領(lǐng)銜微堆研制工作。通過對比，他發(fā)現(xiàn)，所謂微堆就是自己之前設(shè)計的高通量工程試驗堆的縮小版，建設(shè)這類反應(yīng)堆對他而言沒有困難。于是，他帶領(lǐng)團(tuán)隊開始微堆建設(shè)。令他沒想到的是，他們的微堆建設(shè)工作引起了時任國際原子能機(jī)構(gòu)總干事布利克斯的關(guān)注，施工期間，布利克斯曾3次來華親臨現(xiàn)場查看并給予熱情鼓勵。

1984年，周永茂主持研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)、固有安全性、無人照料運行的民用微堆。該堆之后實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在國內(nèi)建了4座。憑借優(yōu)異的性能和技術(shù)創(chuàng)新，該型微堆榮獲1987年國家科技進(jìn)步一等獎。周永茂榮獲國家級有突出貢獻(xiàn)中青年專家稱號，摘得2000年何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎。

“我們還實現(xiàn)每年出口一個微堆，連續(xù)出口5年。中國微堆贏得了國際口碑。”周永茂回憶說。

在微堆建設(shè)過程中，周永茂不知不覺地深深愛上了它。他說，微堆有大型堆諸多不可比擬的優(yōu)點，比如固有安全特性、建設(shè)周期短、資金投入少等。但是他同時強(qiáng)調(diào)，微堆建設(shè)要解決好一個問題，那就是必須把濃縮鈾的濃度降到足夠低，確保安全。“布利克斯之所以特別關(guān)注我們當(dāng)時進(jìn)行的微堆建設(shè)，可能是因為國際原子能機(jī)構(gòu)注意到微堆在民用方面的獨特價值和優(yōu)勢，想深入了解中國在此領(lǐng)域的技術(shù)水平。”周永茂說。

“醫(yī)院中子照射器”是中國微堆發(fā)展的一個里程碑，成功實現(xiàn)了一系列技術(shù)突破，而大幅降低反應(yīng)堆濃縮鈾的濃度至12.43%即是其中之一，為大規(guī)模應(yīng)用和推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。

響應(yīng)召喚 奉獻(xiàn)核武

如果說從事民用微堆研發(fā)和建設(shè)，致力于“醫(yī)院中子照射器”研制、應(yīng)用和推廣是周永茂出于個人科研興趣的主動選擇，那么從事核潛艇研制則是其響應(yīng)祖國召喚、無條件服從國家需要的結(jié)果。 1958年，在黨中央批準(zhǔn)了核潛艇研制工作后，周永茂所在的研究所有3名科技人員被挑選組成調(diào)研組，參與核潛艇的早期調(diào)研與設(shè)計，而他就是其中之一，由此成為中國第一批研制核潛艇的科技人員。

1958年11月，中國海軍方面組織了一個出訪蘇聯(lián)的代表團(tuán)，爭取該國在核潛艇研制方面給予支持。8月，周永茂接到命令，在1個月內(nèi)為代表團(tuán)準(zhǔn)備好核潛艇設(shè)計圖紙。雖然中國此前從未涉足核潛艇領(lǐng)域，沒有任何可供參考的資料，但周永茂硬是憑著之前留蘇時完成小型沸水堆核電站的畢業(yè)設(shè)計的一些記憶，如期完成了任務(wù)。

代表團(tuán)訪蘇回國后，有關(guān)方面確定了“大溫差、小流量”的核潛艇雙流程堆芯結(jié)構(gòu)設(shè)計。雖然中國三年經(jīng)濟(jì)困難時期，核潛艇項目一度“下馬”，但周永茂心里卻不曾放下，堅持研究。1965年，核潛艇項目重新啟動，1970年，中國自己研制的第一艘核潛艇成功下水。“我們研制的第一代核潛艇服役了很長時間，直到近兩年才被第二代核潛艇替代。”周永茂說。

“亞洲第一堆”——49-3高通量反應(yīng)堆是中國核能領(lǐng)域的一座豐碑，周永茂功不可沒。被委以重任后，他二話沒說，帶著120人的工程設(shè)計隊伍奔赴四川。1971年3月，工程正式破土動工，在條件十分艱苦的“大三線”，他們開始了建設(shè)工作。由于長時間、高強(qiáng)度、高壓力工作，周永茂的身體亮起了紅燈。“我在四川搞高通量反應(yīng)堆奮戰(zhàn)多年，每天工作都很緊張，勞動強(qiáng)度很大，身體終于吃不消了，心臟出了問題。”周永茂回憶說。不得已，他只得返回北京。功成不必在我，1979年12月，49-3高通量反應(yīng)堆達(dá)到首次物理臨界，1981年12月，該項目通過了國家驗收并正式投入運營，“亞洲第一堆”由此載入中國核工業(yè)發(fā)展史。

如果從開始參與核潛艇研制算起，周永茂從事核能事業(yè)已約60年。彈指一揮間，一個甲子歲月悄然流逝，中國大地歷經(jīng)滄桑巨變，而他依然堅守著那顆為國為民的初心。今天，他正奮戰(zhàn)在用核能抗擊癌癥的國際科技最前沿，一身戎裝，風(fēng)雨兼程。

人物小傳

周永茂，1931年出生，核反應(yīng)堆工程專家。浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)人。1955年畢業(yè)于上海國立交通大學(xué)。畢業(yè)后進(jìn)入北京中科院物理所（現(xiàn)名為中國原子能科學(xué)研究院），長期在科研第一線從事設(shè)計、研究和建設(shè)工作。

周永茂參與首座核潛艇反應(yīng)堆的設(shè)計，為中國第一代核潛艇選定了雙流程堆芯方案。之后受命組建中國首個核燃料元件試驗研究組，開展了包括金屬鈾芯在內(nèi)的多種堆用元件考驗。國防工業(yè)大三線建設(shè)時期，周永茂帶隊進(jìn)入四川，協(xié)助完成中國首座高通量試驗堆的設(shè)計與建造。改革開放后，他主持開發(fā)出微型中子源反應(yīng)堆，轉(zhuǎn)向民用微堆領(lǐng)域。

本世紀(jì)初，周永茂主持開發(fā)中國首座中子俘獲療法專用的新型核裝置——醫(yī)院中子照射器，之后實施了中國首例黑色素瘤患者的臨床試治。周永茂曾獲得全國科學(xué)大會獎、何梁何利基金2000年度科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎，兩次獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。1995年，他當(dāng)選為中國工程院院士。

鏈接

硼中子俘獲療法（BNCT）

硼中子俘獲療法（BNCT）是一種選擇性殺傷腫瘤細(xì)胞的二元放療靶向治癌新技術(shù)。其原理是：為患者注射硼化合物攜帶劑，可裂變的硼元素選擇性富集于腫瘤細(xì)胞，受到中子束照射后發(fā)生俘獲反應(yīng)，釋放出能量高、射程短的相關(guān)粒子和離子，從而精確破壞單個腫瘤細(xì)胞，對相鄰的正常細(xì)胞損傷較小。

1936年，一位美國科學(xué)家首先提出中子俘獲療法（NCT）原理，為BNCT治療癌癥提供了理論基礎(chǔ)。目前，日本、美國等的BNCT技術(shù)都進(jìn)入臨床水平，但其所用中子源均為幾百到上萬千瓦功率的大中型核反應(yīng)堆，難推廣到醫(yī)院實施。而中國開發(fā)的“醫(yī)院中子照射器”體積小、功率低、造價低、操作方便且安全性強(qiáng)，是世界首臺專為BNCT提供中子源的核裝置，適合醫(yī)院使用。