超硬“核”技术的“粮食”在哪？将山河踏遍，为中国加“铀”！

▲《科学中国人》封面人物：孙占学

1964年10月16日下午3时，一朵巨大的“蘑菇云”在新疆罗布泊地区腾空而起——中国的第一颗原子弹爆炸成功——它向世界庄严宣告：中国人民依靠自己的力量，掌握了原子弹技术，打破了超级大国的核垄断，成为继美、苏、英、法之后，世界第五个拥有核武器的国家。

为了制造原子弹，发展核工业，提高我国的国际地位，自中华人民共和国成立以来，一批又一批科学家前赴后继，不计名利、艰苦卓绝，把毕生心血投入这项伟大事业的奋斗之中。制造原子弹所必需的核心材料是“铀”，它被喻为核工业的“粮食”，但是铀在地表的含量极低，并常与其他矿物伴生，要找到具有工业品位和开采价值的铀矿极其困难，加之西方国家长期以来对我国铀矿勘查与采冶领域采取技术封锁，因此，在20世纪五六十年代，中国在国际上被视为一个贫铀国家，在很长一段时间内受制于人，甚至“被卡住了脖子”。

为了改变“巧妇难为无米之炊”的困境，国家花大力气发展核工业，培养找铀采铀的专业人才。1956年，东华理工大学（时称“太谷地质学校”）作为中国核工业的第一所高等学校正式创办成立。在随后的60多年里，虽三迁校址、七易校名，但初心夙愿不改，最终形成现在南昌、抚州两地三校区的办学模式。

出生于20世纪60年代的孙占学，骨子里深深铭刻着那个时代特有的“艰苦奋斗、以身许国”的使命感和责任感。16岁时考入东华理工大学（时称“抚州地质学院”），从一名初出茅庐的新生到学校第一批硕士研究生，从留校的青年教师走上副校长、校长的岗位，他扎根在这片中国核地学人才的沃土中，坚定地成为在这条“将山河踏遍，为中国加‘铀’”的道路上砥砺前行的开拓者和奋斗者。

四十余年的科教时光，四十余项国家级和省部级重要科研课题，万余个奋斗的日日夜夜，孙占学在东华理工大学的平台之上，投身中国核地学研究与教学的发展洪流之中，在铀矿深部找矿、复杂难处理的铀资源开发等方面取得了一批创新性成果，并培养出一批又一批业务过硬、勇于创新，具有家国担当的核地科研工作者。他们携手实现保障铀原料安全可靠供给的重大需求，把文章写在矿区的每个角落，把科技成果应用在“强核报国”的建设之中，绘就了一幅波澜壮阔的中国核工业发展的宏伟画卷。

扎根核地

——一代人有一代人的“长征”，一代人有一代人的担当。

1978年，神州大地吹起了科学的春风，孙占学成长为一名16岁的有志青年。和那个时代农村里长大的孩子不同的是，他在和贫困、饥饿，以及落后的生活环境作斗争的同时，极度渴望用知识改变自身的命运。身为乡镇干部的父亲也一直激励着孙占学努力上进——“想想看，造原子弹这么难的事情都实现了，只要努力，咱们还有什么做不到呢！”

▲孙占学在野外地质考察

为了能够上学，在父母的支持下，孙占学历尽千辛万苦，起早贪黑地汲取文化知识。上中学时，往返家与学校之间要走上20多里的山路，他也从不知疲倦。功夫不负有心人，在恢复高考后的第二年，孙占学被东华理工大学放射性水文地质专业录取。

之所以选择地质专业，是因为考虑“这种艰苦的专业，城里人不太会报，而自己最大的优点就是不怕吃苦”；之所以选择“放射性”这种外人看来充满危险的专业，是因为自己了解的为数不多的大科学家里，“居里夫人就是研究放射性物质的”。多年之后，孙占学朴实地道出当初选择专业时的想法。

身为一个农村孩子，从家乡的大山里走到外面的世界不容易。尽管家乡修水距离抚州不到300千米，如今开车只需3个小时，但在当年的交通条件下，孙占学要先从家到县城，再从县城到南昌，再从南昌到抚州，几经换乘，足足3天才能到达。

机会得来不易，自然倍加珍惜。从踏进东华理工大学校门的那一刻起，年轻的孙占学就暗自立志要干出一番名堂，为国家的核工业作出贡献！在旁人眼里，学习是件苦差事，他却把学习和科研当作一种乐趣对待，孜孜不倦地探索铀矿找矿与采冶的新技术和新方法，常常为此废寝忘食，乐此不疲：“我从没有觉得条件艰苦，也没有觉得累。对于自己设定的目标，自然要分分秒秒全力以赴！”

本科毕业后，孙占学凭借出色的成绩成为那一届专业学生中仅有的留校执教的两个人之一。工作3年后，他又成功考取了东华理工大学（时称“华东地质学院”）的第一届硕士研究生，正式成为著名放射性水文地质学家李学礼教授的门生。1961年，作为留苏归国学者，25岁的李学礼放弃了留在大城市的机会，主动要求分配到刚刚兴办不久且偏居抚州一隅的东华理工大学的前身抚州地质专科学校，将在苏联学到的先进理念和科研方法都带回了国内，志在为中国核地学领域的科研振兴和人才培养贡献力量。

“当年我们读书的时候，从本科阶段就没有现成的教材，都是李老师自己编写，油印出来发给我们的。”从李学礼老师身上，孙占学耳濡目染了一位有担当有远见科学家的家国情怀，“他做事十分严谨，无论是室内理论研究，还是野外地质考察，从来都是一丝不苟、精益求精；他眼光独特，善于从细微中发现重要问题，并很快理出解决问题的思路，给了我非常大的启发，也给我后来的科研生涯带来深刻的影响”。

当年，孙占学在李学礼、史维浚等老一辈科学家的指导下，一心扑在古水热系统铀成矿理论的研究上，以江西相山为研究对象，从水源、热源、矿源等角度来研究相山铀矿的形成机理、成矿潜力，以及下一步的找矿方向。在他眼中，一处处铀矿就是大自然鬼斧神工下设置的、需要奇思妙想去破解的一道道谜题。身为一名核地学科技工作者，必须用水滴石穿的韧劲和开拓的创新精神，突破一道道“封锁线”，破解这一个又一个“地下密码”。

孙占学经常要去野外调查、收集资料。一路上风吹雨打，啃干粮、喝溪水，有时要爬上海拔数千米的峰顶，有时要下到几十米甚至数百米深的矿井里面去采样。目前团队中和孙占学共事最久的同事刘金辉当年经常和他一起出野外，至今记忆犹新，矿井里黑洞洞的，要一手用手电筒照明，一手扶着井壁慢慢行动。“矿洞里还要上坡和下坡，甚至要爬着过去。有些地方土是松的，稍不注意一脚踩下去就可能被埋到里面。即便这么危险，孙老师这个‘拼命三郎’，每一次都是走在最前面。”

年轻人不惧艰辛、不避险途，在磨炼中快速成长。凭借着对于相山古水热系统与铀矿成矿关系的相关研究，孙占学于1995年完成了自己在中国科学院地质研究所（后与中国科学院地球物理研究所合并为中国科学院地质与地球物理研究所）的博士论文，他的研究成果得到了博士导师汪集旸院士，以及地学界多位前辈学者的高度赞赏。

北京、广州等地的科研院所纷纷向这位年轻有为的博士抛出了橄榄枝，使孙占学有了更多的人生选择。“说不动心那是假的，尤其如果留在北京，个人发展的平台会更高更广，还可以解决家属进京的问题，那可能是整个人生发生转折的机会。”孙占学坦率地描述当时的心境。但是自己的恩师李学礼向他提出了挽留。不善言辞的老师并没有多说什么，只诚恳地表达了3个意思：母校需要你，家乡需要你，中国的核工业的科研与教育发展需要你。

细细琢磨李学礼的嘱托，这让孙占学一颗浮躁的心逐渐沉静了下来。“拿自己和李老师一比，他是山东济南人，师母是上海华东师范大学的研究生，算是中国研究计算机最早的一批人，他们如果在大城市发展的话，对个人和小家庭而言肯定是更有前途的，但他为了国家更迫切的需求选择一辈子留在了江西这块土地上。而自己是土生土长的江西人，从东华理工学得本事，完成学业，就像李老师说的，如果都去了大城市，那基层的单位怎么发展，国家最需要的基础工作谁来完成？”李学礼的话春风化雨，滋润了孙占学的心田，他深信只要把自己的工作紧密地与国家需求结合起来，踏踏实实扎下根来，在哪里都会大有作为。为此，孙占学义无反顾地回到家乡，回到母校，为中国核地学的科研和教学夜以继日、殚精竭虑，这一坚守，就是风霜雨雪40年。

南征北战

——国家的需求就是吹响的号角，越是难以攻克的山头，越是要展现担当与作为。

1997年，李学礼时任华东地质学院（东华理工大学前身）院长，在繁多的行政事务之下，仍没有忘记创校之初为国家找铀采铀的使命，他利用节省下的一点科研经费，白手起家，创建起铀资源勘查与开发教师团队，为的就是更好地服务国家对核能开发的战略需求。4年后，作为得意门生的孙占学从李学礼手中接过这根为国加“铀”的接力棒，成为这支团队的领头人。

▲铀资源勘查与开发教师团队合影

在孙占学的带领下，团队始终瞄准国家重大战略需求，聚焦铀矿勘查与绿色采冶，追求“顶天立地”的科研作风，坚定“做就要做出个样儿来”的信念，不断发展壮大。他作为总负责人，带领大家成功申报国家国防科技工业局国防科技创新团队，并接连申请下多个国家“973计划”“863计划”和核能开发等项目与课题，为解决核工业发展中的重要理论与实际问题而奋力攻关。团队的出色表现也为后来东华理工大学国家重点实验室和博士授权单位的申报建设打下了坚实的基础。

2002年，新疆某铀矿的开发因含矿含水层地下水的高盐度而遇到困难，地浸过程中出现了严重的化学堵塞。与传统采矿不同，铀矿地浸不需要开采矿石，而是通过注液钻孔向矿层注入试剂溶液，溶液渗流过程中将铀从矿石中溶出，再通过抽液钻孔将含铀溶液提升至地表……但这个过程中，矿层和工艺管道容易发生严重的化学堵塞，导致工艺中断，如果没有破解的办法，地下资源就将变成“呆矿”。

彼时的上述铀矿，就几乎成了这样一个“呆矿”。眼睁睁看着脚下埋藏的宝贵铀资源难以采出，管理者与专业技术人员均心急如焚。几年间，先后有多批国内外矿冶科技人员，甚至是国际顶级的专家走进这片戈壁滩，但对于这个世界级的难题始终没能找到彻底有效的解决之道。

“志不求易者成，事不避难者进”，越是难题，越能激发起孙占学的斗志和雄心。在被国内外同行专家都不看好的情况下，他带领团队决定向戈壁滩发起挑战，决不能让宝藏就这样沉睡地下。

高柏是孙占学年龄最大的学生，师生两人只相差2岁。酷爱武侠小说的高柏回忆起第一次和老师一起远赴新疆时，豪气地形容为“七剑上天山”。“我和孙老师等一行七个人，作为团队的第一批成员到地处戈壁荒滩的铀矿做实地考察。”高柏的回忆里仍带着当年初到边疆时的兴奋，“戈壁现场令人非常震撼，方圆几十千米寸草不生，就好像到了外星球一样，让我们这些生活在南方的人大开眼界！”

但是，只过了不到一天，残酷的现实就将这种兴奋敲碎得无影无踪。位于新疆吐鲁番-哈密盆地西南部的某矿区地处素有中国第一火炉、第一风库、第一沙尘之称的不毛之地。矿区没有电，需要自己发电；没有食物和生活用品，要到30多千米外的小镇上去买。最艰苦的是，戈壁之上没有地表水，地下水是咸水也不能饮用，每天要靠拉水车去20多千米外的水站拉水，这一车水用于这一批人每天的饮用、洗漱、试验等一系列事情，是最宝贵的资源。至于住宿，戈壁上没有房子，一行人挤在仅几平方米的老旧铁皮寝车里，寝车四处透风，只能用纸壳和胶带贴封，一遇风沙来袭，车内沙尘弥漫，即使睡觉时戴上口罩，醒来也是满嘴尘土。

高温对团队而言又是一大考验。“戈壁滩的夏天，43℃到45℃是正常温度，矿床的地表温度最高能接近90℃，就像在烤箱里行走一样。”高柏回忆说，“如果哪天温度只有38℃或39℃，我们就会很开心，觉得今天好凉快。”

经过艰辛的实地考察，团队将在矿床现场采集的样品带回了江西，孙占学带领团队成员又一头扎进实验室开展系列试验。研究发现，造成这一矿床地浸化学堵塞的重要原因之一，是水中钙离子过高，如何降低水中天然条件下的矿化度，成为摆在孙占学案头的一大课题。那段日子里，团队实验室里每晚都是灯火通明，大家讨论问题经常到凌晨两三点钟，不断探索优化开采工艺。

“一个技术真正在生产上应用要经过很多环节。实验室里做成功了，并不意味着就一定成功了。”孙占学特别强调，“因为你必须从实验室走到野外去落地，这里面还有很多环节需要打通。”

为了实现从“纸面”落到“地面”，孙占学带领团队针对高矿化度地下水地区砂岩铀矿地浸开采世界性难题，多次往返新疆，在戈壁荒滩住铁皮房和“地窝子”，克服高温似火、泼水成冰、风沙肆虐、缺水缺电的困难，联合中核天山铀业一线科技人员，夜以继日地开展试验，经过3年艰苦攻关，首创了淡化少试剂地浸采铀工艺，成功为高矿化度地下水地区砂岩铀矿地浸开采提供了一条重要的解决途径。此后十几个春秋里，为了解决更多复杂铀矿的采冶难题，孙占学带领团队转战天山南北，逐矿而居，先后从毗邻“死亡之海”罗布泊的吐哈盆地戈壁到伊犁腹地的乌孙山下开展核能开发研究，为我国铀资源的绿色高效开发作出了重要贡献。

在团队奋战北方，攻坚砂岩铀矿绿色高效采冶的同时，中国南方的高氟高钛硬岩铀矿的采冶难题同样摆在孙占学面前。“硬岩型铀矿是我国重要的铀资源类型，主要分布在江西和广东等省。”孙占学介绍道，“但南方的铀矿资源禀赋较差，多为高氟低硫、高钛、极低品位等复杂难处理铀矿，常规化学处理成本高、效率低、环境污染风险大，其绿色高效提取同样是亟待攻克的世界性难题。”

作为国家重要战略资源，铀被视为“无价之宝”。它不仅被用于核武器，还可以广泛用于核电、医学与农业等多个行业。孙占学清楚，如果我们的采冶技术不够先进，铀矿产品就没有竞争力，而自主供给能力越差，对外依存度越高，被“卡脖子”的风险就越大，这是关系到我国国防和能源安全的重大问题，身为一名核地矿科技工作者，面对国家的重大需求，必须有所作为。

早在20世纪90年代初，在李学礼、史维浚等老一辈专家的指导下，孙占学就已经开始带领团队着手进行理论研究与室内试验，探索用生物技术代替化学方法去破解这一瓶颈。“我们发现，微生物技术对解决复杂难处理低品位铀资源开发难题，是一条非常好的技术途径。”因铀矿的生物浸出可供借鉴的资料很少，攻关过程中遇到了各种各样棘手的困难，比如选育冶铀微生物，即培养各种对铁、铀具有强氧化性的特殊细菌，就绝非易事。铀矿浸出液各种离子浓度很高，并且铀是强放射性元素，在这种极端恶劣的环境下，微生物不仅要能够生存，而且还要处于强活性状态，孙占学表示：“这是搞微生物浸铀必须攻克的难关，很多人做不成功就是跌倒在这个问题上。”

“什么样的微生物能跟铀矿石高效地发生反应？受哪些因素影响？其作用机制是什么？这些都是基础问题，只有把这些机理机制搞清楚，才有可能研发出真正谈得上先进的技术。”为了攻克微生物堆浸技术难关，孙占学团队整合了多学科人才，有研究化学的，有研究地质的，有搞水文的，搞环境的，更有微生物专家，多学科交叉，协同攻关，为成功奠定了坚实的基础。

面壁十年图破壁。经过十余年持续不断的努力，孙占学团队终于首创出耐氟抗辐射高效浸矿菌选育新方法，突破了高抗性浸铀菌种选育的关键技术瓶颈，建立了全球最齐全的适合铀矿浸出环境的微生物菌种库，可以针对不同矿山的不同特点，把它们组合起来因地制宜予以使用；团队创建了“生物-矿物-溶浸液强关联”的铀矿生物强化浸出理论；开发出复杂难处理铀矿高效绿色生物堆浸新技术，攻克了这一世界性的重大技术难题。

“与传统化学堆浸相比，我们在铀的浸出率、浸出时间、酸耗、生产成本、废液排放量等关键技术经济与环境指标上，均达到了世界领先或先进水平。”孙占学带领团队取得的“复杂难处理铀矿绿色高效生物堆浸关键技术与应用”系列成果，因为产生了巨大的经济、社会和环境效益，大幅提升了这一类铀矿的采冶水平，显著扩大了经济可采铀资源储量，有力推动了我国在这一领域的科技进步，从而当之无愧地荣获了江西省科技进步奖一等奖、中国有色金属工业科学技术奖一等奖、国防科学技术发明奖二等奖等重要奖项。

在孙占学看来，科研成果一定要落地，最终要转化为生产力，这是科研工作的重要意义所在。“科研不是纸上谈兵，而是要通过产学研联合攻关，解决真正的科学问题与突破真正的技术瓶颈，满足国家的重大需求。”这些年来，孙占学一直在为微生物浸铀技术的研发及市场化推广应用在国内外奔走呼号，呕心沥血。在他看来，这是一个可以领跑世界的技术领域，他想为之深深刻上“中国创造”的烙印。团队的研究成果不仅在国内外多家大型企业得到应用，产生了显著的经济效益，潜在经济价值更是高达数百亿元，还为国内外培养了一大批专业技术人才，并推动了江西、广东、新疆、内蒙古等区域社会经济的发展，助推了“一带一路”建设，为铀矿的经济环保开发提供了“中国方案”，使我国在这一领域处于国际领跑地位。

薪火相传

——“艰苦奋斗、强核报国、创新奉献”的核军工文化一直在东华理工师生的血液中流淌。

每一处复杂难处理铀矿增产增效的成功，都意味着诸多世界级的难题被攻克。而取得突破后，孙占学从没有停下前进的脚步，他总是带领团队总结经验，深化研究，向下一个目标进发。

▲孙占学（右四）在东华理工大学生物地浸采铀示范基地

一个成功团队的发展史，必然是一群志同道合者的奋斗史。从最早的6人研究小组，到后面一代一代地发展壮大，这支由铀矿地质、铀矿采冶、地球物理、地球化学等多学科交叉、老中青结合的团队，最终汇集成一个紧密合作的坚强集体。2022年，他们从教育部第二批全国高校黄大年式教师团队的评选中脱颖而出。

“一个团队能够生存发展的基础是有共同的理想和信念！”在孙占学眼里，这是一个从无到有、从小到大、从弱到强、聚沙成塔的创造过程，也是整个团队拧成一股绳团结奋斗，相互促进、改变和发展自我的提升过程。

一流的学科之所以成为一流，往往需要几代人的传承和沉淀。“在过去的20多年艰苦历程中，正是因为有了这些前辈和大家的接续奋斗，才成就了铀资源勘查与开发教师团队的今天。而这种传承不只是知识的积累，更是一种科研报国的情怀和矢志国防的信念！”团队里的每一位成员都决心用自己的言传身教，将这份沉甸甸的责任和使命承前启后，传递下去。

“团队的氛围非常好，大家不去争名争利，想的只是解决问题。”孙占学很欣慰自己拥有一支“上下齐心，三军用命”的团队。越是遇到困难，越不能考虑个人得失，越要舍得放下一些个人的东西，才能全身心地投入，这已经成为这支队伍刻在内心深处的共识。

因为有了这种精神，在20世纪90年代核工业发展陷入低谷，在全国上下专业撤并、项目下马、实验室解散的浪潮中，李学礼依然选择不放弃，即便在最困难的那一年，铀矿地质专业只招收到8名本科生，他依然像保存火种一样，坚守在自己的岗位之上。

因为有了这种精神，即便已经身为院校的领导，但为了节约项目经费，孙占学和刘金辉等人去新疆出差时，依然坚持在火车硬座上坐几天几夜到乌鲁木齐，再换成汽车辗转到矿区。

因为有了这种精神，高柏和周义朋他们可以义无反顾，辞别父母妻儿，奔赴荒漠戈壁、深山老林开展铀矿找矿工作，书写出一篇篇“强核报国，创新奉献”的豪迈诗篇。

因为有了这种精神，老教授史维浚84岁时被查出肺部疑似肿瘤之后，仍然不顾家人和同事的反对，坚守实验室，指导学生、设计方案、分析数据、整理报告，直至弥留之际，嘴里念叨的依然是科研数据。

…………

“作为一名科技工作者，首先要是坚定的爱国者，然后才是开拓者、奋斗者。”在过往近30年的科研攻关和教学经历中，团队遇到过不计其数的困难，体验过“山穷水尽、柳暗花明”的起伏与波折，但是为国加“铀”的责任和使命让他们披荆斩棘坚持了下来。团队在一次次考验和锤炼中成长壮大，成为我国核工业发展路程中的坚强力量。同时，也为我国核地学领域培养出一批又一批的青年才俊。

左手抓科研，右手抓教学，这是孙占学一贯的主张，他懂得团队的力量和人才梯队建设的重要性，所以，他一直注重对后辈人才的培养，甘做提携后学的铺路石和领路人。“现在的年轻人聪明、活泼、见识广，但同时沉稳不足，吃苦不够，经不起挫折。”孙占学把他们当成自己的孩子一样推心置腹，用自己的阅历经验引导他们少走弯路，鼓励他们具备打破常规的勇气，能够独立思考，敢于实践个人想法。即便在过去身为校长的几年中，他仍然坚持在教学一线授课，将更多年轻人带进深埋铀矿的广阔山河。

“孙校长工作特别忙，但有时候遇到解不开的难题，我们去请教他，他会把所有的事情都推掉，留出一个下午或者晚上的时间，专门为我们答疑解惑，直到我们搞清楚了问题。”马文洁是团队中的85后，作为一名青年教师，在她眼中，身为导师的孙占学严厉严谨，但温文尔雅，从不乱发脾气，并且胸怀大局，“孙校长还特别注重给年轻人创造国际合作交流的机会，一般出国学习或者会议，都优先派我们年轻人去，让我们开阔眼界，增长见识”。

在孙占学的影响下，团队中的教授全部为本科生、研究生授课，并积极担任辅导员、班主任等贴近学生的管理职务，深深扎根学生教育管理一线，孜孜不倦地为国家培养高素质的铀矿采冶研究人才。

不久前，61岁的孙占学正式卸任了东华理工大学校长的职务，他感慨终于有了更多时间可以把精力放在教学和科研之上。“铀矿是一个大熔炉，同时也是奋斗者实现人生价值的大舞台。”他说：“科学研究具有传承性，只有一代人接一代人的不懈努力，才能把科学研究水平持续不断地提升到新的高度。”

四十年来家国，三千里地山河。孙占学和他的团队上下凝结着核地质人“铀矿报国”的初心，在祖国大地上勾画出一卷筚路蓝缕的奋斗长图，也唱响了一曲奋发图强的时代高歌。在中国核工业发展的路程中，总有许多人，就像孙占学和他团队成员一样，为了国家强大，怠慢了对父母双亲的侍奉、忽略了对爱人和家庭的照料、错过了对孩子学业和生活的陪伴，他们把自己的一切都投入为国加“铀”的奋斗中，为核工业每一个细微的技术进步和产能增加奔波拼命，付出百分之二百的努力。科研路上无坦途，但也正如同他们所说的：没有人天生就能吃苦，但在老一辈多年的言传身教之下，他们愿意选择吃苦，愿意主动担起这份责任，更希望能把这份家国情怀一代一代永不停息地传递下去。

专家简介

孙占学，东华理工大学二级教授、博士生导师，全国优秀教师、放射性地质国家级实验教学示范中心主任、国家国防科技工业局“铀资源勘查与铀矿产品提取技术”国防科技创新团队带头人，曾担任东华理工大学副校长、校长，核资源与环境省部共建国家重点实验室主任等职务。长期致力于铀水文地球化学、地热学、铀矿溶浸开采等领域的研究，并长期从事本科生、研究生教学工作。先后荣获国家科技进步奖二等奖1项，省部级科技进步奖特等奖1项、一等奖2项和自然科学奖二、三等奖5项，省级教学成果特等奖1项、一等奖3项。2022年，带领“铀资源勘查与开发教师团队”入选第二批“全国高校黄大年式教师团队”。