...謝家麟,加速原理,粒子加速器,速調管,大科學裝置,電子束流,北京...

2021-01-09 中安在線網站

  中新社北京2月14日電題:謝家麟院士:為中國粒子加速器事業「加速」

  中新社記者孫自法

  中國粒子加速器事業的開拓者和奠基人之一、為中國高能粒子加速器從無到有並躋身世界前沿起到至關重要作用的謝家麟院士,14日榮膺中國2011年國家最高科學技術獎。

  雖然已屆92歲高齡,但謝家麟還在為中國粒子加速器事業發展「加速」。目前,他仍活躍於加速器科學技術研究的前沿,潛心粒子加速器研究,為中國高能物理和加速器事業的持續發展做貢獻。

  謝家麟提出,超導加速器是加速器發展的重要方向,中國亟待發展。在新的加速原理探討中,近幾年在等離子體加速上也出現非常重要的突破,中國需要把雷射、加速器、等離子體這三方面的人才和條件組合起來,推動新型高能加速器的發展。

  衝破重重阻力回國效力

  謝家麟1920年生於黑龍江省哈爾濱,1943年畢業於燕京大學物理系,1951年在美國史丹福大學獲博士學位,但回國途中受阻。

  1955年,謝家麟在美國芝加哥醫學中心研製成功世界上第一臺以高能電子治療深度腫瘤的加速器,開拓了高能電子束治癌的全新領域。他擔任首席物理學家,優化加速器設計,帶領解決速調管、加速管等關鍵技術問題,控制電子束流滿足對腫瘤照射的需要,並把加速器的穩定度提高到醫用的水平。

  也是在1955年,謝家麟衝破重重阻力回國,先後在中國科學院原子能研究所和高能物理研究所工作,曾任高能所副所長、代號為「八七工程」的高能加速器建造任務的加速器總設計師、北京正負電子對撞機總設計師和工程經理等職。

  直到今天,謝家麟還清楚地記得回國之初,跟採訪自己的記者說的一番話:「我留學期間學到了一點點本領,留在美國工作只是『錦上添花』,而回到祖國則是『雪中送炭』。希望自己能對生我育我的祖國做出些貢獻,乃是我們這一代留學生的普遍的心聲。」

  著名加速器物理學家謝家麟還頗具文人特質,經常作詩明志抒情。當年歸國受阻時即怒髮衝冠賦詩一首:峭壁夾江一怒流,小舟浮水似奔牛。黃河橫渡混相似,故國山河入夢遊。

  「想吃饅頭,先種麥子」

  謝家麟領導研製成功世界第一臺以高能電子治療深度腫瘤的加速器、世界第一臺緊湊型新型加速器樣機、中國第一臺大科學裝置北京正負電子對撞機、亞洲第一臺自由電子雷射裝置、中國第一臺高能量電子直線加速器,在加速器物理學界享有盛譽。

  「想吃饅頭,先種麥子」。科研工作中,謝家麟一直以此為理念並付諸實施,從而在專業領域取得一系列巨大成就:

  1955年謝家麟回國開展高能加速器研究,當時所需尖端器材受國際封鎖,所需工藝遠超當時國內工業水平,他從研製基本關鍵部件做起,自力更生,奮鬥8年,建成中國第一臺高能量電子直線加速器,跨越式趕上國際先進水平,既為中國原子彈、飛彈研製做出重要貢獻,也為北京正負電子對撞機建設奠定人才和技術基礎。

  20世紀80年代,謝家麟領導北京正負電子對撞機的設計和建設,反覆權衡質子打靜止靶和正負電子對撞兩種裝置的優缺點,最終確定22億電子伏特(2.2GeV)的正負電子對撞機方案,還領導確定北京正負電子對撞機高能物理和同步輻射「一機兩用」方案,使中國高能物理研究迅速趕上世界先進水平。1988年10月,北京正負電子對撞機首次實現正負電子對撞,這是中國高能物理發展史上的重要裡程碑,也創造出國際加速器建設史上的奇蹟。

  上世紀90年代,謝家麟領導建成亞洲第一臺自由電子雷射裝置,研製總投資只是國外同類裝置的十分之一,多項技術指標達到國際先進水平,使中國成為繼美國及西歐之後實現紅外自由電子雷射飽和振蕩的國家,奠定了中國自由電子雷射發展的基礎。

  2000年,謝家麟突破加速器設計原理,提出緊湊型電子直線加速器的創新性構想,將電子直線加速器幾十年沿用的三大系統精簡為兩個系統,簡化加速器結構,大大降低製造成本。經過4年努力,研製成功世界上第一臺緊湊型新型加速器樣機。

  原創性研究要由小而大

  「原創」是科研的精髓。謝家麟指出,中國急需建立一個鼓勵原創性研究的體制與機制,以擺脫長期模仿的習慣的束縛。他說,鼓勵原創性研究,也要由小而大,要先鼓勵在小處突破,不能只注意諾貝爾獎那樣高水平的工作,「老老實實,養成風氣」。同時,科技創新還要打破中國教育體制上「應試教育」的桎梏。

  擺脫「跟蹤」而進入「創新」,這是一個質的飛躍。謝家麟認為,在實驗科技領域,發明或發現的過程,儀器設備的先進性,常起到重要甚至是決定性作用。他呼籲在必要的「引進」的同時,必須大力發展中國尖端的儀器製造業,改變事實上已形成的「一些國產儀器設備性能目前確是較遜於國外產品,因此不被採用,沒有用戶採用,工業就缺少改進的動力,產品性能就得不到提高,也就更沒有用戶」這一惡性循環。

  對於年輕科研人員,謝家麟希望他們從最平凡的工作幹起,不要眼高手低幻想一蹴而就,德才兼備而以德為主,「要立志做一個正直的人,一個正派的人,一個有良好素質的人,然後才是在科技領域做出偉大的貢獻」。(完)

  (來源:中國新聞網)

相關焦點

  • 我國粒子加速器事業開拓者謝家麟:創新是沒有終點的旅程
    我國粒子加速器事業的開拓者、北京正負電子對撞機總設計師20日去世    謝家麟:創新是沒有終點的旅程  的確,回顧謝家麟的科研人生:世界上第一臺以高能電子治療深度腫瘤的加速器、中國第一臺高能量電子直線加速器、北京正負電子對撞機……這些撬動粒子物理研究和造福人類的加速器,無一不是因為他敢想敢做而最終研製成功的。  「我就是膽子大,什麼都不怕」  2012年2月14日,92歲高齡的謝家麟獲得了2011年度國家最高科技獎。
  • 【科技日報】謝家麟:為高能物理「加速」
    謝家麟 他曾成功研製世界上第一臺以高能量電子束治療腫瘤的醫用加速器、中國第一臺高能電子直線加速器、中國第一臺對撞機——北京正負電子對撞機、亞洲第一臺實現飽和振蕩的自由電子雷射裝置他還領導確定了北京正負電子對撞機高能物理和同步輻射「一機兩用」的方案,既為高能物理研究提供實驗裝置,又開創了我國同步輻射的應用研究,同時填補兩項國內空白。「功夫不負有心人」,謝家麟帶領團隊跳上了飛馳的特快列車。1988年10月,北京正負電子對撞機(BEPC)實現對撞,中國進入了能夠進行高能物理實驗研究的科技先進國家之列。我國幾代物理學家的夢想終於實現。
  • 浙江省計量院為全省醫療機構電子加速器開展計量性能評估
    帶電粒子加速器是用人工方法藉助不同形態的電場,將各種不同種類的帶電粒子加速到更高能量的電磁裝置,常稱「粒子加速器」,簡稱為「加速器」。 要使帶電粒子獲得能量,就必須有加速電場。依據加速粒子種類的不同,加速電場形態的不同,粒子加速過程所遵循的軌道不同被分為各種類型加速器。目前國際上,在放射治療中使用最多的是電子直線加速器。
  • 從文明奇觀到千家萬戶——粒子加速器菜鳥筆記
    一臺粒子加速器的基本構成必然包括粒子源、加速電場、傳輸裝置和粒子利用端,例如,一臺老式CRT顯示器就是一臺加速器,從電子槍中打出電子,由石墨電極提供高壓加速,經過偏轉線圈打在螢光屏上發光。 不同領域的科學家或工程師將工作需求轉換為對束流性能的要求;加速器物理學家據此設計和建造加速器,在此過程中,自然地,還需要高品質的粒子源,以及精確可靠的束流測量與控制技術。
  • CSNS快循環同步加速器1.6GeV質子束流成功加速並引出—新聞—科學網
  • 中國粒子加速器之父 這顆小行星用他的名字命名 向他致敬!
    他集萬千榮耀於一身,是中國科學院院士、國際著名加速器物理及技術專家、2011年度國家最高科學技術獎獲得者,中國科學院高能物理研究所研究員、原副所長,八七工程」加速器總設計師、北京正負電子對撞機工程經理,被譽為「中國粒子加速器之父」。他就是謝家麟,一位慈祥而又偉大的科學家。
  • 走近粒子加速器
    粒子加速器全名為「荷電粒子加速器」,是一種可以使帶電粒子在高真空環境中受磁場力控制、電場力加速而達到高能量的特種電磁、高真空裝置,也是為人類提供各種能量的粒子束或輻射線,如電子、質子、氘核、α粒子、各種重離子以及其他一些微觀粒子的現代化裝備。
  • 【中國科學報】雷射電子加速獲創紀錄電子束
    發展小型化、低成本雷射粒子加速器是科學家們一直夢寐以求的目標。超強超短雷射驅動的尾波場電子加速器具有比傳統的射頻加速器高出三個量級以上的超高加速梯度,為實現小型化的高能粒子加速器等提供了全新技術途徑,對未來的同步輻射裝置、自由電子雷射以及高能物理研究等也將帶來深遠的影響。
  • 口袋大小的粒子加速器,可將電子束加速至接近光速
    粒子加速器的核心組件——射頻振蕩器,開發於第二次世界大戰期間,最初是用於雷達的部件。《自然•光子學》8月10日發文稱,英國蘭卡斯特大學和曼徹斯特大學的科學家成功開發出了一種緊湊型粒子加速器。這種加速器只有口袋大小,能夠配合雷射發射出接近光速的超短電子束。
  • 口袋大小的粒子加速器,可將電子束加速至接近光速
    粒子加速器廣泛應用於理論物理學、材料特性表徵、腫瘤放射治療和安全檢查等領域。粒子加速器的核心組件——射頻振蕩器,開發於第二次世界大戰期間,最初是用於雷達的部件。
  • 中國粒子加速器之父去世 曾獲國家最高科學技術獎
    、2011年度國家最高科學技術獎獲得者,中國科學院高能物理研究所原副所長謝家麟,因病在北京逝世,享年96歲。中科院發布訃告稱,為沉痛悼念謝家麟先生,2月26日上午10點,在八寶山殯儀館東禮堂舉行謝家麟先生遺體告別儀式。  中國粒子加速器之父  謝家麟1920年生於黑龍江省哈爾濱市,1943年畢業於燕京大學物理系,1951年在史丹福大學獲博士學位。1955年,他在美國芝加哥醫學中心研製成功世界上第一臺以高能電子治療深度腫瘤的加速器,開拓了高能電子束治癌的全新領域。
  • 您從未聽說過的11個最偉大的真空電子管,在六七十年代獨領風騷
    加速器速調管照片圖片:檔案和歷史辦公室/ SLAC國家加速器實驗室速調管幫助開創了高能物理大科學時代。在速調管內部,由陰極發射的電子向陽極加速以形成電子束。磁場使光束在通過陽極的孔到達光束收集器時不會膨脹。在陽極和集電極之間是稱為空腔諧振器的中空結構。高頻信號被施加到最靠近陰極的諧振器,從而在腔體內建立了電磁場。當電子束通過諧振器時,該場對電子束進行調製,從而導致電子的速度發生變化,並且當電子向下遊的其他空腔諧振器移動時,電子會聚束。
  • 新華網:他愛發明也愛寫詩——記物理學家謝家麟
    謝家麟與高能粒子加速器打交道的職業生涯已逾六十載,他創造的奇蹟至今仍被傳為佳話。  放棄移民美國  謝家麟1920年出生於哈爾濱,1943年畢業於燕京大學物理系後,他懷著科技救國的理想,於1947年8月登上赴美的輪船。僅用了四年,他便在加州理工大學和史丹福大學獲得碩士和博士學位。1951年9月20日,謝家麟終於等到了學成歸國的日子。
  • 粒子加速器及其工作原理:9個有趣的事實
    顧名思義,粒子加速器是用於加速稱為粒子的微小物質的特殊技術。它有效地地利用磁場和電場來產生帶電粒子的快速流,帶電粒子被發射到特定目標。粒子可以是質子或電子,但是在某些特殊情況下,可以用來發射亞原子粒子甚至是金、鈾等整個原子。一種比如稱為圓形粒子加速器,由下面六個基本組件組成。
  • 新聞背景:粒子加速器和粒子對撞機
    新華網北京4月13日電 1919年,盧瑟福用天然放射源實現了第一個原子核反應,即利用阿爾法粒子轟擊氮、氟、鉀等元素的原子核發現了質子。不久,人們就提出了用人造快速粒子源來改變原子核的設想。  簡單地說,粒子加速器是一種用人工方法產生快速帶電粒子束的裝置。
  • 從掌心加速器到大科學裝置
    含有正電荷的原子核本身被強大的核力緊緊地束縛在一起, 排斥射入的同樣帶正電的α粒子, 因此, 用於這類研究的理想炮彈是數百萬電子伏特或更高能量的粒子. 可是, 如何加速α粒子和其他帶電粒子呢?勞倫斯發現, 在實際應用中, 這種粒子加速器必然需要做得很長, 不適宜搭建在他所在大學的實驗室裡. 在考慮如何能使加速器做得更加緊湊時, 勞倫斯決定在電磁鐵的兩極之間設置一個圓形加速腔. 當質子在連接到交變電位的兩個半圓形電極之間加速時, 磁場將帶電質子保持在螺旋路徑中. 加速大約100圈之後, 質子將變成一束高能粒子,可以用於轟擊實驗目標.
  • 中科院高能所成功研發中國首支P波段大功率連續波速調管
    中新社北京3月12日電 (記者 孫自法)記者12日從中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)獲悉,該所備受關注的環形正負電子對撞機(CEPC)項目研發出650兆赫茲(MHz)速調管樣管,近日已完成脈衝功率800千瓦(kW)和連續波功率400千瓦測試。
  • [大國重器-中科院重大科技基礎設施]強流重離子加速器裝置
    HIAF 項目建設內容主要包括加速器系統、實驗終端系統、相關配套設施及土建工程等。加速器系統以直線加速器和同步加速器為主體,採用一系列新技術,提供高流強、高能量、高品質的重離子束流,以及產生並提供極端遠離穩定線的放射性核素。實驗終端系統圍繞 HIAF 可提供的束流布局,為核物理、原子物理、核天體物理基礎科學研究及材料、生物等應用技術研究提供國際領先的實驗平臺。
  • 連續產生電子束首超三十小時 德雷射等離子加速器創新紀錄
    科技日報北京8月23日電 (記者劉霞)德國科學家在最新一期《物理評論》雜誌上撰文稱,他們研製的雷射等離子體加速器LUX連續不斷產生電子束的時間首次超過一整天達到30小時,創下世界紀錄,這是通往未來粒子加速器的一個重要裡程碑,有望讓基礎研究和醫學等領域受益。LUX由德國電子同步加速器研究所(DESY)和漢堡大學共同開發和運營。
  • 德雷射等離子加速器創新紀錄 連續產生電子束首超三十小時
    來源:科技日報科技日報北京8月23日電 (記者劉霞)德國科學家在最新一期《物理評論》雜誌上撰文稱,他們研製的雷射等離子體加速器LUX連續不斷產生電子束的時間首次超過一整天達到30小時,創下世界紀錄,這是通往未來粒子加速器的一個重要裡程碑,有望讓基礎研究和醫學等領域受益。 LUX由德國電子同步加速器研究所(DESY)和漢堡大學共同開發和運營。