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员工风采

最美奋斗者|杭玉桦:与“激光听诊器”为伴,守护核电“心跳”

发稿时间: 2025年11月08日 12:23    【 字体:

在苏州热工研究院有限公司(以下简称“中广核苏州院”)的先进光学实验室里,一束激光精准聚焦在金属试件表面,屏幕上跳动的光谱与声谱曲线,宛如材料的“生命密码”,细数着其内部不为人知的秘密。

操控这束“光”的,是国家重点研发计划青年科学家项目负责人、江苏省“333高层次人才培养工程”入选者、2025年中广核青年标兵杭玉桦。这位戴着黑框眼镜、眼神明亮的工学博士,正带领一支平均年龄不到30岁的年轻团队,在激光检测技术的空白领域奋力开拓。

遇光燃梦
“我知道自己该去哪里了”

杭玉桦与光的缘分,始于他大学求学期间。2009年夏天,对精密仪器满怀好奇的他,在实验室首次目睹耀眼电弧,那神奇景象恰似科幻小说《球形闪电》中的场景,瞬间点燃了他探索光的热情。

2018年博士毕业时,杭玉桦面临高校与企业的选择。彼时,中广核苏州院正筹建先进光学实验室,致力于破解工业领域的检测难题;当得知此事后,他果断下定决心:“我知道自己该去哪里了”,随后投身核电科研领域。 

初到中广核苏州院时,激光检测领域在国内才刚刚起步。杭玉桦没有迟疑,立刻牵头组建起年轻团队。从采购第一块光学镜片开始,他带领团队亲自动手,一步步搭建起基础实验平台。团队早期成员朱斌回忆:“杭博士有个习惯,每天下班前都会在实验室里踱步,目光落在满地零件上静静思索,那神情仿佛在跟这些零件对话。”正是这份近乎痴迷的专注,为后来的技术突破悄悄埋下了伏笔。

追光攻坚
“外国人做到8米,我们就要做到10米”

辐照高温环境堪称 “死亡禁区”,传统检测设备根本无法靠近。对此,杭玉桦立下明确目标:“外国人能做到8米,我们就要做到10米!”随后便带领团队开启了漫长的科研攻关之路。

团队首先面临的核心难题,是如何将激光精准聚焦到10米外的材料上,同时稳定收回光谱信号。“这就像用高射炮打蚊子,必须做到分毫不差。”杭玉桦用一个形象的比喻,点出了任务的难度。面对这只“拦路虎”,他们创新设计出两套相互耦合的电动调节望远镜系统。经过500多个日夜的反复调试,名为SRLIBS-20的望远镜式激光诱导光谱装置终于问世,首次在模拟核岛环境中,成功稳定传回13米外材料的特征谱线数据。

后来某核电厂的一次实战检测中,常规方案完全行不通,人工检测又存在风险。彼时,SRLIBS-20虽已通过实验室验证,却从未经历过实际环境的考验。时间紧迫,杭玉桦带领团队制定方案、校准参数、准备防护备件,完成了准备工作。

检测现场环境复杂,首要解决的是样品的非接触翻转与固定问题。“要让样品像坐‘过山车’一样动起来!”杭玉桦的一句话点醒了众人,团队立刻着手设计、加工滑轨,不仅完成了样品翻转与预试验,还成功攻克了固定难题,一举创造了国内核电领域的两项“首次”,更将检测时间从传统方法的72小时大幅缩短至4小时。

此后三年,团队带着迭代升级的设备,陆续为多个核电基地提供服务,截至2025年已顺利完成11轮大修任务。而那次实战经历,也让杭玉桦团队开始反思设备便携性的重要性,他们迅速召开“问题分析会”,杭玉桦直接在白板上写下核心需求:“要把250公斤的‘大胖子’改成‘轻骑兵’,开发便携式设备!”

“瘦身”过程中,原有传统望远镜式结构虽射程远,体积却过大。杭玉桦提出改用光纤传输激光,却遇到了高能激光易烧毁光纤芯的新难题。团队先后尝试20多种光纤材料,均以失败告终,直到有人想到:“把激光脉冲宽度压缩到纳秒级别,就像把连续水流变成细小水滴,既能减小对光纤的冲击力,又不会减少总能量。”

接下来的一个月,实验室彻底变成了“战场”。团队成员轮流测试,最终成功将设备重量降至12.64公斤。“现在一个人拉着行李箱就能带着它出发,现场工人都亲切地叫它‘激光听诊器’!”团队成员蔡振自豪地说。更令人惊喜的是,光纤传输技术还让检测距离实现了质的飞跃——从之前最多13米提升到50米,就像给激光装了“延长臂”,能轻松够到以前根本够不着的检测区域。

逐光致远

“差5%就是天壤之别,必须突破!”

解决了 “能检测”“易操作” 的核心问题后,杭玉桦又将目光聚焦到 “测得准” 的更高要求上。在国际领域,激光光谱法普遍被认定为“半定量”技术,其检测精度最高仅能达到 85%;但核电厂这类关键场景,对检测精度的要求至少要达到90%。“差5%就是合格不合格的天壤之别,必须突破!” 在团队会议上,杭玉桦语气坚定地强调。

团队从误差来源入手,分析上万组实验数据后发现,误差主要来自环境光干扰、材料表面状态差异、仪器噪声。针对这些问题,他们提出“激光多维度检测”创新理念:“只听声音分不清钢琴和电子琴,既听声音又看按键就能精准识别。我们要让激光同时采集光谱、声谱信号,用多维数据消除误差。”

新挑战随之而来:不同材料的光谱、声谱特征差异大,如何建立统一分析标准?杭玉桦提出大胆计划——建立核电厂金属材料数据库:“就像医生需要病历库才能准确诊断,我们也要有‘材料病历’。” 接下来三年,团队化身“数据矿工”,采集602种标准物质的光谱、声谱数据,每种材料都在不同环境下反复测量。数据库建成后,检测精度实现“三连跳”:从85%提升到90%,再突破95%。

2024年,团队带着这项激光多维度检测技术,在第十八届“振兴杯”全国青年职业技能大赛中一举斩获金奖。

如今,杭玉桦不仅专注于前沿科技研发,还常常鼓励团队里的年轻人从一线实际需求中挖掘科研选题。深夜的中广核苏州院实验室里,那束始终明亮的激光,不仅照亮了实验台,更藏着青年科研人对安全的执着坚守与对创新的滚烫热忱。杭玉桦和他的团队,正以青春的锐气与长久的坚守,让这束守护核电安全的“光”,在创新征途中越照越远。




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