熊进标,现任上海交通大学核科学与工程学院党支部书记、教授,主要从事核能系统热工水力与安全领域的研究。2024年,获得“足球竞彩网青年优秀创新人物”荣誉。
一、学海启航,立强核报国志
2001年,熊进标以优异成绩考入西安交通大学核工程与核技术专业。在本科四年的学习中,他不仅培养了扎实的专业功底,更坚定了“强核报国”的理想信念。为了向公众普及核能知识,他积极组织班级同学,在专业老师的指导下,将所学知识转化为通俗易懂的科普展板,多次举办核科普展览,并成功将展览从校园延伸至西安市民身边。在陕西省核学会的支持下,他们甚至将核科普展览带到了大雁塔广场,为公众揭开了核能的神秘面纱。
凭借优异的本科成绩,熊进标被免试推荐至上海交通大学核科学与工程学院攻读硕士学位,师从杨燕华和程旭两位教授。在两位导师的指导下,他选择了核电站氢气安全分析作为研究方向。两位导师注重国际交流与合作。在他们的鼓励下,熊进标主动与国际同行通过邮件展开学术探讨。然而,他很快发现自己在专业知识的深度和广度上仍有不足,甚至难以理解对方的提问与回答。为了弥补这一差距,他潜心钻研文献,养成了从基础公式推导的学习习惯,逐步提升自己的专业能力。功夫不负有心人,在一次与长期邮件联系的德国专家的面对面交流中,对方由衷地表示:“今天我从你这里学到了不少东西”。这句话不仅让熊进标感受到努力后的成就感,更让他坚信,只要坚持不懈,中国核能研发水平必将走在世界前列。
二、赴日留学,遭遇福岛事故
2008年,在硕士导师的推荐下,熊进标获得日本文部省奖学金资助,前往东京大学系统创成系攻读博士学位,师从计算力学领域著名学者Seiichi Koshizuka教授。Koshizuka教授提出的移动粒子法(MPS)广泛应用于核工程和海洋工程领域。熊进标迅速适应了新的研究环境,并在博士研究中取得进展。他在MPS法的压力泊松方程中引入可压缩性,成功预测了高速液滴撞击管道壁面的纳秒级GPa压力载荷脉冲,为核电站管壁减薄速率的预测提供了重要支撑。这一成果荣获日本原子力学会计算科学分会年度优秀报告奖。
在不到三年时间里,熊进标高效完成了博士课题研究。然而,在准备博士预答辩和撰写论文之际,日本大地震爆发,福岛核事故也随之发生。作为一名核专业研究人员,他深感责任重大,主动承担起为在日留学生答疑解惑的任务。他每天密切关注事故进展,多方收集信息,分析放射性风险,耐心接听留学生电话,详细解释事故情况,极大地缓解了大家的焦虑情绪。福岛核事故让他深刻认识到核安全的重要性,也坚定了他在研究中不断突破,以提升核能系统安全性的决心。福岛核事故这段经历不仅锤炼了他的专业能力,更深化了他对核能事业的责任感和使命感。
三、迎难而上,流场测量屡突破
博士毕业后,熊进标回到上海交通大学核科学与工程学院任教,并迅速开启了科研新篇章。学院刚从国外高价购买了一台激光多普勒测速仪,大家都为狭小空间内的激光束对齐而犯了难。尽管缺乏试验经历,他还是毅然决定迎难而上、突破自我。他带领研究团队采用平移法成功攻克了光束对齐难题,实现了燃料棒束结构中精确的对光。然而,试验设备的细微震动和长时间测量对数据质量提出了严峻挑战。熊进标与研究生们轮流值守,确保获取了高品质的流场数据,为自主核电软件COSINE的验证提供了坚实支撑。
为了突破激光多普勒测速仪受固体材料遮挡的局限,熊进标将目光投向了折射率补偿技术,旨在实现固体材料在液体中的“隐身”。他从FEP和水的折射率匹配入手,但FEP材料的透光性和流致振动问题成为新的障碍。经过反复试验,他带领课题组创新性地开发了FEP管内充水加压的加固方法,在保证透光性的同时有效抑制了流致振动,成功利用粒子图像测速技术获得了燃料组件的高分辨流场数据。
然而,熊进标的探索并未止步。他瞄准了更复杂结构的流场测量,选择了碘化钠溶液匹配有机玻璃的补偿方案。面对碘化钠溶液易氧化变色和成本高昂的难题,他带领团队研发出氮气加压惰化和真空脱氧的氧化抑制方法,并成功搭建了高雷诺数的折射率补偿回路。这一创新不仅首次实现了压力容器下封头的高分辨流场测量,为数值反应堆的验证提供了关键数据,还保持了回路长达四年的稳定运行。熊进标的研究不仅推动了流场测量技术的进步,更展现了他不断突破自我的精神。
四、不惧挑战,两相研究求创新
在单相流场测量取得突破后,熊进标将研究目标转向更具挑战性的两相流动沸腾传热领域。在高温高压的板燃料窄通道中,相分布测量和相界面表征一直是技术难题。他带领研究团队另辟蹊径,发明并研制了基于陶瓷基印刷电路的空泡扫描传感器和多级压力补偿密封结构,成功实现了在高温高压环境下矩形窄通道两相沸腾的kHz高频相场非介入测量,获得了广流型高时空分辨相场数据。基于这些数据,他和团队提出了二分量相界面浓度模型,建立了相应的相间作用本构模型体系,显著提升了板燃料堆芯的两相瞬态分析精度。
壁面气泡核化行为对热流密度分配特性和蒸发量具有重要影响。为了深入研究这一现象,熊进标带领团队潜心钻研了多场高分辨同步测量技术,构建了激光干涉微液层测量、高速红外测温和高速摄像观测气泡行为的异频同步系统。该系统实现了对核化汽泡微液层分布、壁面温度变化和汽泡界面形态的高精度同步测量,空间分辨率达到10μm,测量帧频超过kHz。他还发展了三维导热反问题求解算法,通过分析高时空分辨的多场试验数据,揭示了汽泡生长周期内壁面热流的变化规律,并构建了基于滑移汽泡行为的五分量壁面沸腾传热模型体系,显著提高了流动沸腾传热的空泡份额预测精度。
熊进标从科研工作中收获了快乐,也获得了同行的认可。近年来,他主持国家重点研发计划( 青年科学家项目 )1项,国家自然科学基金项目4项( 其中企业联合基金重点项目1项 ),国家科技重大专项子课题/专题5项,先后获得中国核学会青年奖、中电联电力创新二等奖、中核集团科学技术三等奖等科研奖励,并入选中核集团菁英人才和上海市浦江人才等人才计划。
(本文由上海交通大学提供)