陳賀能為71中同學(xué)們作講座。 廣州市青少年科技中心供圖

      近日，由廣州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會和廣州市教育局共同主辦的“院士專家校園行”活動———中科院老科學(xué)家科普演講團(tuán)來穗科普講座走進(jìn)廣州市7 1中，中國科學(xué)院老科學(xué)家、高級工程師陳賀能為71中高一高二的同學(xué)們作了主題為“贏在創(chuàng)新”的科普講座。

      ◎現(xiàn)場

    “為什么風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為三個葉片？”

      陳賀能首先帶領(lǐng)同學(xué)們回顧了人類發(fā)展史：從50萬年前的石器時代人類開始使用石器作為工具，到公元前4000年人類發(fā)明輪子，到19世紀(jì)煤炭發(fā)掘和蒸汽機(jī)發(fā)明帶來的第一次工業(yè)革命，再到石油的發(fā)現(xiàn)和開采利用、電的發(fā)明帶來的第二次工業(yè)革命，可以看到，創(chuàng)新是推動人類歷史前進(jìn)的車輪。隨后，陳賀能提問：“在創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略中，青年人該如何有所作為？”

    “打開腦洞”“仔細(xì)觀察生活”“好好學(xué)習(xí)”……同學(xué)們七嘴八舌地討論起來。陳賀能并沒有回答，而是展示了一條新聞：《阿聯(lián)酋某公司宣布將從南極拖拽冰山補(bǔ)充淡水》和相關(guān)演示動畫。“這個計劃是不是很有創(chuàng)新性？我想用這個例子告訴大家，創(chuàng)新的第一點就是要積極大膽地展開想象。”陳賀能說。

      陳賀能隨即以清潔能源中的風(fēng)力發(fā)電為例發(fā)問：“為什么常見的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為三個葉片？”“為什么現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)建造得越來越高大？”“風(fēng)的能量可以全部被利用嗎？”他提示同學(xué)們，可從風(fēng)能的計算公式去考慮。

      一名女生在同學(xué)的鼓勵下舉手回答：“根據(jù)公式，風(fēng)能值和受風(fēng)面積、風(fēng)速、空氣密度有關(guān)。”“風(fēng)速大的地方一般有什么特點？”陳賀能巧妙引導(dǎo)她繼續(xù)深入思考。“海拔高的地方風(fēng)速一般比較大，所以現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)建造得特別高！”女生稍加思考后的回答引發(fā)全場掌聲鼓勵。

    “我們需要敢想敢干、仔細(xì)觀察、大膽想象的年輕人”

      陳賀能肯定了她的想法并總結(jié)道：“從同學(xué)們用學(xué)過的動能概念推導(dǎo)出的風(fēng)能公式可以看出，建造風(fēng)力發(fā)電機(jī)，首先要尋找風(fēng)速大的地方；風(fēng)電機(jī)扇面大的設(shè)計是為了增大受風(fēng)面。”他繼續(xù)發(fā)問，既然風(fēng)力發(fā)電能量多少和密度有關(guān)，水的密度比空氣要大800多倍，是否可以將風(fēng)力公式套用進(jìn)水流發(fā)電機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計上呢？看到同學(xué)們馬上開始了熱烈討論，陳賀能笑著說：“這個例子是想告訴大家，創(chuàng)新還需要我們深入思考、觸類旁通。”

      陳賀能展示了某地因風(fēng)力發(fā)電機(jī)影響野生鳥類生存，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片陰影投射到居民區(qū)干擾致人煩躁這兩條視頻信息，告訴同學(xué)們風(fēng)力發(fā)電在具有能源清潔、環(huán)境友好等優(yōu)點的同時，亦存在改變自然景觀、影響野生鳥類生活、影響附近居民生活等缺點。如何解決這些問題呢？他播放了日本一家實驗室做的風(fēng)透鏡實驗視頻：在風(fēng)力發(fā)電機(jī)外部加上一圈近似圓錐型的罩子，類似寵物狗使用的伊麗莎白圈，可在風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)能的同時減少噪音，降低鳥類撞擊的可能性。“通過這個實驗我想告訴同學(xué)們，創(chuàng)新過程中，實驗?zāi)芨嬖V你真理。”陳賀能說。

      71中高一創(chuàng)客班的龍同學(xué)表示，陳賀能演講中關(guān)于風(fēng)能公式推導(dǎo)和結(jié)論的部分讓她深受啟發(fā)，“書本上的知識原來是這樣轉(zhuǎn)化運(yùn)用的。”同班林同學(xué)則說，就讀于創(chuàng)客班的她對科技創(chuàng)新、小發(fā)明本就很感興趣，聽了講座，對創(chuàng)新理解更深了，她特別期待將“展開想象、深入思考、觸類旁通、重視實驗”這幾點運(yùn)用到以后的學(xué)習(xí)、生活中。

      陳賀能的講座主題是“贏在創(chuàng)新”。對于熱詞“創(chuàng)新”和“人才”，陳賀能提出，學(xué)校在教育培養(yǎng)年輕人方面，要活化思維，及時更新教學(xué)方法。他用三個詞解讀“人才”：“我們需要能適應(yīng)發(fā)展的年輕人———敢想敢干、仔細(xì)觀察、大膽想象。”

      中科院院士專家校園行活動已舉辦多屆，76歲的陳賀能每年都要走進(jìn)全國各地的中小學(xué)和學(xué)生們進(jìn)行科普講座，總計已有1250多場。他打趣道，廣州地區(qū)去年辦了72場，今年目標(biāo)100場以上，還不夠多，“作為廣東人，我希望能有更多機(jī)會回到家鄉(xiāng)，和這里的中小學(xué)生進(jìn)行科普、交流。”

      ◎?qū)ＴL

      中科院老科學(xué)家、高級工程師陳賀能：

      中國第三代核電技術(shù)

      已獲得世界范圍內(nèi)的肯定

      目前，“華龍一號”核電機(jī)組———福清核電5號機(jī)組已進(jìn)入關(guān)鍵設(shè)備全面安裝階段，預(yù)計到2020年就可以建成發(fā)電。這也讓中國成為繼美國、法國、俄羅斯之后又一個具有自主三代核電技術(shù)的國家。

      陳賀能表示，“華龍一號”核電機(jī)組(即將)投入使用，對我國核能發(fā)電和能源建設(shè)意義重大。陳賀能介紹，人類經(jīng)過幾十年的努力，對核電技術(shù)的原理方面已經(jīng)完全掌握，不過切爾諾貝利核電站、福島核電站等重大事故，也讓核能發(fā)電的穩(wěn)定性、安全性受到質(zhì)疑。如何確保核電站穩(wěn)定安全運(yùn)營，成為全世界范圍內(nèi)核電領(lǐng)域的攻堅難題。

      “‘華龍一號’為此做出了重大技術(shù)融合與改進(jìn)，我們稱之為中國自主研發(fā)的第三代核電安全技術(shù)，在壓水堆安全核電方面進(jìn)了一大步。”陳賀能充分肯定“華龍一號”在技術(shù)攻堅上取得的進(jìn)展。

      如何推動中國核工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展？陳賀能稱，國際合作很重要。2015年底公布的英國20多年以來的第一個新建核電項目即為中英合作項目；巴基斯坦正在建設(shè)的核電站就是采用“華龍一號”的技術(shù)；此外還有巴西、阿根廷等20多個國家已與中國達(dá)成合作意向，這些都標(biāo)志著中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)已獲得世界范圍內(nèi)的肯定。

      在中國的能源建設(shè)上，核電能解決火力發(fā)電燒煤等帶來的環(huán)境問題。但如何從根本上解決核電領(lǐng)域的“老大難”———強(qiáng)放射性廢料處理問題？陳賀能給出的答案是：加強(qiáng)核科技基礎(chǔ)研究工作。陳賀能舉例，目前我國建設(shè)的核電站用鈾-235作為核燃料來發(fā)電，用它制作的核燃料棒中含有大量的鈾-238，在吸收中子后會生成钚-239，這種核廢料放射性半衰期長。目前的處理方法只有一個———那就是永久性地深埋于深山之中。經(jīng)研究，科研人員找到了解決辦法———建設(shè)第四代核電站，其中之一就是快中子反應(yīng)堆核電站(下稱快堆核電站)。“將一般核電站里用完的廢料裝到快中子反應(yīng)堆核電站里，作為其燃料，通過快中子轟擊使其裂變，變?yōu)榉派湫园胨テ谳^钚- 239大大縮短的元素。”陳賀能表示，隨著中國核電站越建越多，產(chǎn)生的核廢料也將越來越多，這就要求中國必須加快建設(shè)快堆核電站，“這需要大量的基礎(chǔ)研究工作作支撐，加快核科技基礎(chǔ)研究非常重要”。

      如果說快中子反應(yīng)堆核電站是“廢物利用”，有沒有辦法從核燃料這一源頭解決核廢料問題？陳賀能介紹，這正是中國自主核電技術(shù)的另一發(fā)展方向———不再使用鈾作為核燃料，改用釷- 232作為新一代核電站的燃料進(jìn)行發(fā)電。“用釷發(fā)電，是又一種第四代核電技術(shù)，稱之為釷堆核電站。它不會產(chǎn)生長放射性半衰期的钚- 239，所以就很安全了。”

      陳賀能透露，預(yù)計到2030年左右將能看見中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的釷堆核電站的雛形。“此外，中國建設(shè)釷堆核電站還有一個極大的優(yōu)勢：中國釷資源特別豐富，(作為發(fā)電原料供全國使用)足夠我們用300年。”他說。