废料中捞战略资源　兰大金奖团队解核能“万年枷锁”

从废料中

他们看见宝藏

兰州大学“核亦生花”团队

以一场“逆熵而行”的科研攀登

将高放废液转化为战略资源

2025年，他们站上

中国国际大学生创新大赛之巅

用科技之力，让核亦生花，斩获金奖

一根1米长的色谱柱里，紧密排列着120万颗自制填料小球，它们将在高放废液的混沌中，开辟出一条分离稀有同位素的精准之路。

2025年10月，中国国际大学生创新大赛总决赛现场，兰州大学核科学与技术学院博士生肖伟祥站在答辩席上。面对台下清一色来自老牌工科强校的竞争对手，他从容不迫，娓娓道来一个“逆熵而行”的故事。

七分钟后，评分揭晓：小组第二。按照规则，前五名即为金奖。

那一刻，团队成员们没有欢呼，彼此交换了一个克制的眼神。“切忌半场开香槟。”肖伟祥后来回忆道。直到最终排名确认，成绩依然稳居第二，所有人才终于松了一口气。

从“核废”到“核宝”的逆熵革命

高放废液，被称为核能留给未来的“万年枷锁”，体积不到放射性废物的3%，却承载着95%的放射性。但同时，它也是地球上稀有同位素最全的“封印宝库”，蕴含着锶-90、铯-137、镅-241等关乎国家安全、科学前沿、清洁能源、百姓平安、绿水青山建设的战略资源。

在一堂《无机化学》本科课程上，当时还是本科生的肖伟祥盯着复杂的分离图谱，一个念头悄然萌生：能否用类似的方法，去分离高放废液中那些极具战略价值的稀有同位素？

然而，传统分离技术面临“分不开、纯度低、速度慢”三大痛点。从高放废液中提取同位素，犹如从一锅极度混乱的“核素汤”里精准捞出想要的“佐料”，是一场对抗自然无序倾向的“逆熵”攀登。

“这就像一场跑步比赛。”肖伟祥用一个生动的比喻阐释技术的核心原理，“百米赛跑，选手几乎同时冲线，难以区分冠亚军。但如果我们把赛道拉长，或者让选手的速度差异变大，就能轻松判断出他们的顺序。”基于此灵感，团队开创了“外场辅助色谱”的协同创新模式，主动为混乱的系统注入“有序”的能量，实现从无序到有序的精准控制。

材料的革新，是拉长赛道的基石。肖伟祥和团队研制出粒径均匀、布满孔道的填料小球。在一根长1米、直径仅1厘米的色谱柱内，紧密填充120万颗这样的小球。创造了总长度相当于核素离子自身直径150亿倍的“特质跑道”。

工艺的突破，在于主动施加“有序之力”。团队创新性地引入外场能量输入，让高放废液中的核素“动”起来，分离时间从10小时缩短至5小时。

装备的集成，为材料和工艺提供了关键的搭载平台。团队成功搭建了多维柱色谱分离中试样机，这套机器就像一个可以精准调控的“分离工厂”，让团队能够突破实验室内小规模实验的局限，开展更大容量的实验，为未来处理实际工业规模的高放废液、推动技术从实验室走向应用，提供了可靠的跳板。

分离后稀有同位素的纯度与回收率均提升至99.9%以上，废液体积减少将近70%。“在这个过程中，我们还把填料的价格打了下来，”肖伟祥自豪地说，“相关材料成本仅为国外同类产品的十分之一。”

跨学科团队的破局之路

技术有了雏形，但想站上创新大赛的舞台，还需要完整的商业逻辑与项目呈现。肖伟祥深知，这不是一个人能完成的事。

通过学校创新创业平台，他结识了管理学院研究生王志怡。一场跨学科组队迅速展开。

10人组成的团队配置看似“失衡”：一名核科学博士生牵头，其余成员均来自管理、经济、新闻等文科学院。连团委汤卫国老师都笑称这是“小马拉大车”。

但没想到的是，看似不平衡的‘混搭风’，却在实际工作中碰撞出了绚丽的火花。王志怡快速完成招募与分工：有人负责市场调研，有人专攻财务模型，有人打磨营销策略，有人负责视觉设计。

“专业的事交给专业的人。”肖伟祥给予充分信任。团队形成了“线上分工、异步协作、集中统稿”的高效模式。从校赛到国赛，商业计划书修改三十余稿，答辩PPT调整超过八十次。

“整个过程没有波澜，合作得很愉快。”成员楼向东总结道。

项目的根基，深植于长达八年的科研积淀。肖伟祥自本科起就加入了潘多强教授团队进行核素分离工作。因此，潘多强教授对于项目的技术指导，也贯穿于日常教学中。“从校创、国创到毕业论文，从简单体系到复杂体系，潘老师一步步把我领进门，带着我攻克每一个难关。”

“老师也会了解我们的备赛进度，解答我们在市场分析、风险研判中遇到的困惑。此外，还为我们链接行业资源，邀请企业导师来帮助我们打磨商业逻辑、完善策划细节。”成员王钧麟回忆道。

国赛征途的决胜时刻

国赛冲刺阶段，团队入住酒店后二十分钟便进入“车轮战”演练，直至凌晨。汤卫国老师凌晨三点发来消息讨论细节，这种严谨让肖伟祥印象深刻。

总决赛现场，高教主赛道研究生创意组的15个团队中，肖伟祥抽到第10个出场。面对强大对手，他的从容源于日常积淀。

“在研究生期间，我作为中心的科普讲解员，每周要接待3至4批不同群体的访客，从政府到企业、从高校到中小学，都曾听过我讲解核科学的故事。”肖伟祥说。正是这日复一日的“实战”，让他练就了将复杂深奥的核知识，转化为生动易懂语言的能力，成为团队最好的“代言人”。

“核亦生花”的故事，始于对抗物理世界的熵增，成于凝聚团队智慧的合力。他们用科研积淀、“材料—工艺—装备”全链条创新，回应国家战略与行业痛点。

这支团队证明：当创新火种被点燃，当学科高墙被打破，当个人微光汇聚成束，最艰难的攀登也能通往巅峰。在曾被视为“万年枷锁”的高放废液中，他们让希望之花，逆熵而生。

文字丨徐香楠　刘雅雯

图片丨由受访者提供

（兰州大学官方公众号）