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一位核科学开拓者的足迹 — 戴传曾

作者:王贞虎

发布时间:2024-04-02 10:00:00 来源:民主协商新闻网

1990年11月19日,标志着我国和平利用原子能进入新阶段,快中子增殖反应堆研究中心工程在中国原子能科学研究院奠基。但是,一位日夜关心着“快堆”工程的老人却未能前来为奠基培土。他于前一天——1990年11月18日,告别了他倾注了全部心血的核科学事业。

一 

1921年12月21日,在浙江省宁波市的一个知识分子家庭,一位男婴呱呱坠地。他就是日后我国著名的实验核物理和反应堆工程与安全专家、中国科学院学部委员——戴传曾。

戴传曾是家里最小的儿子。祖父、父亲都是开明的教书先生。全家十几口人,相处得非常和睦,无论老少,意见都会受到尊重。活跃的家庭气氛,也陶冶着戴传曾的性情。他从小就懂得节俭生活,勤奋上进,也爱思考问题,敢于发表独立的见解。在各门功课中,戴传曾非常爱好物理。学习收音机原理后,他和同学们一起动手制做过矿石收音机,后来又自制了真空管收音机。少年时代,在家庭,在学校,通过耳濡目染,戴传曾受到了爱国主义教育,立下了“救国不忘读书,读书不忘救国”的志向。

1938年,凭着深厚的数理化基础,戴传曾考上了西南联合大学,成为联大的第一届学生。

西南联合大学是由清华、北大、南开合组的大学,云集了三校的精英。学校中学术气氛浓郁,对年轻学子有极大的吸引力。戴传曾起初在数学系,升二年级时,转到了物理系。当时,西南联大物理系有周培源、王竹溪、饶毓泰、吴有训等教授,学生只十几名,但有天资很好的学生(如杨振宁)的带动,学习氛围浓,整体水平很高。这批学生,日后大多成为有成就的物理学家。戴传曾也没有辜负前辈的栽培,日后成了我国著名的实验核物理和反应堆工程与安全专家。

四年的大学生活,艰苦而又难忘。那时,学校刚从内地迁到昆明,条件很差。40多个学生住一所茅草房,日本侵略者的飞机又频繁骚扰。白天,飞机轰炸时,师生们赶快往山里跑;晚上,点起煤油灯上课。由于交通断绝,无法与家中联系,戴传曾就只有靠战区贷金和奖学金维持生计。有时,还到中学代课和做家庭教师,以此取得酬金来维持生活。1942年,戴传曾在物理学家吴大猷教授的指导下,完成了关于用分析力学解决天体运动中的行星运动问题的毕业论文。

毕业后,戴传曾留在联大物理系当助教,并选修一些研究生课程。继续受到了吴大猷等教授的严谨教学作风和渊博知识的熏陶。 

二 

1946年,中国人民抗日战争胜利后的第一年,中英庚款公费留学考试在全国八大城市进行。有400余人参加了物理专业的考试。结果,戴传曾高居榜首,被录取到英国去留学。这时,戴传曾也才有机会先坐卡车,再坐火车,再乘登陆艇,经长沙、武汉、上海,回到了阔别八年的家乡,看望了亲朋好友。离家时,戴传曾还是一介少年,再回家时,他已是一个在物理学知识的海洋中畅游一番的勃发青年。

抗战胜利的喜悦萦绕在人们的心头,都希望劫后余生的祖国早日复兴。应霍秉权先生的邀请,戴传曾又告别了家人,北上到清华大学物理系担任助教。在抗战期间,清华大学成了日军伤兵的医院,校园里原先的教学设施被破坏殆尽,满目疮痍。为了使1947年入学的学生有个初步的学习条件,戴传曾紧张工作了六个月:一是恢复物理实验室。为此,他多次到天桥的旧货摊去购买可用的材料;二是编写出版了实验教材。这对于清华大学物理系日后的发展,是很有意义的两件事。

1947年8月,戴传曾离开清华南下经香港到英国利物浦大学,开始了他的留学生涯。经霍秉权先生介绍,他到了卡文迪许实验室,师从查德威克教授(中子的发现者),一边学习,一边搞科学研究。戴传曾又跨入了一个新的天地。实验室有回旋加速器,可以开展有关核物理实验研究。他充分施展善于动手的特长,约了Middelton(后任美国宾州大学串列加速器实验室主任)等几个同学,由他负责实验的总体安排,开展了氖、氧的和硼、氧、碳、铍的反应出射粒子的角分布研究。根据黄昆提出的理论方案,导出了有关的原子核能级的自旋和宇称。这些工作,是国际上研究削裂反应的首批成果之一。

在英国期间,为能精确地测定中子能量,戴传曾还研究了核乳胶的收缩因子及射程修正。1951年,戴传曾完成了“利用核乳胶进行的一些核反应的研究”的博士论文,获得了哲学博士学位。

在英国,戴传曾面对的是优良的实验设施和与科学界精英合作工作的优越条件,展示在他面前的是一条铺满鲜花和荣誉的台阶。然而,“读书不忘救国”的志向时常在胸中回荡。获得博士学位后,戴传曾得知国内正在进行抗美援朝和其他民主改革。“中国人民真正站起来了!”戴传曾为之激动,为之雀跃。1951年底,他谢绝了英国许多研究机构希望他继续工作的挽留,登上了东归的海轮。

三 

经过一个月的海上颠簸旅行,1952年初,戴传曾经香港到达广州。“我又回到了祖国!”在广州,戴传曾参观了新中国工业商品展览会,看到了祖国的进步,对国家的前途充满了信心。他怀着激动的心情北上。在火车站,戴传曾受到了中国科学院近代物理所钱三强所长的热烈欢迎。

戴传曾来到了近代物理所。这里,没有卡文迪许实验室那样优良的实验设备,却成了怀着殷殷爱国心的在国内外的核科学工作者聚集的中心。这里,也给了戴传曾施展才华、报效祖国的广阔天地。

核辐射,肉眼看不见,又摸不着。要建立和发展各种核物理和放射化学的实验技术,就首先要有核探测手段。但现成的仪器,国内没有,西方国家又实行封锁禁运。危难之处显身手。戴传曾从钱所长的手中,接过了核探测器组组长的担子。

在工作中,戴传曾很注意发扬学术民主,尊重大家的创造精神。他在组里建立了每周汇报交流工作制度。汇报会上,戴传曾经常是第一个发言。大家一起讨论,互教互学,为开展工作创造了良好的氛围。在这个组工作的人员中,除他之外,还产生了唐孝威、李德平、胡仁宇3位学部委员。

为了发展我国的中子探测技术,戴传曾带领青年人到辅仁大学修复液态空气压缩机,自己动手制备液态氮,然后放在杜瓦瓶中用三轮车拉回来;戴传曾又把从英国带回的铍粉装入玻璃管,再充入其他同志从协和医院废弃的500毫克镭氡装置中提取的氡气,做成氡铍中子源,最后获得了性能良好的三氟化硼中子计数管。后来的宏观中子物理实验和原子弹爆炸试验的测量,用的就是这样的计数管。

戴传曾骑着自行车到天桥旧货摊购买来可以利用的零部件,带领大家吹玻璃管,设计电子线路,焊接电路,建立了我国卤素盖格计数管的生产工艺,并推广到华东电子管厂批量生产。这项工作,填补了我国卤素盖格计数管的空白,获得了我国首批科学奖——1956年度中国科学院科学奖金三等奖。

四 

1958年,戴传曾提出了在反应堆孔道上安装晶体谱仪测量中子截面的主张。随后,他带领两个年轻人开始设计中子晶体谱仪。途径还是改旧利废。他到中科院物理所捡来了一个废弃不用的X射线衍射仪刻度盘,如获至宝。以此刻度盘为基础,设计制做了一台独具一格的中子晶体谱仪。戴传曾还想办法使谱仪具有了好的角度精确度,制作了一个可塞入反应堆的高精度准直器。5个月后,我国的第一台中子晶体谱仪研制成功了。利用这台谱仪,戴传曾进行了若干核素的中子全截面、裂变截面的测量与分析。在此基础上,何泽慧先生用时间飞越法获得了我国第一批热中子截面数据。戴传曾说:“当时,我高兴极了。觉得自己的辛勤劳动和艰苦努力得到了最好的报偿。”

稍后,戴传曾又与长春光机所合作,利用钱三强所长弄来的一个高射炮用底盘,研制成了我国的第一台中子衍射谱仪,并首先开展了单色中子衍射研究,其精度和分辨率都达到了当时国际水平。

戴传曾常说:“工作就怕不去做。只要用心去做,就没有不成功的。”1959年,苏联撕毁合同给稳定同位素分离器的建造造成了严重困难。这一工作,是氢弹装料工作的基础。戴传曾临危受命,担任了第九研究室主任。那时,苏联想把刚起步的中国核工业卡死在摇篮里。援建的电磁分离器工程,只有真空盒、大磁铁摆在那儿,其关键部件离子源和接收器都没有,甚至连真空泵也未到货。戴传曾组织全室同志,自力更生,发“愤”图强,从所选材料,材料的耐高温、耐腐蚀的性能等本质问题着手,进行了扎扎实实的研究工作,研制成了分离器的配套设备,并于1965年生产出第一批稳定同位素。这项工作,也使戴传曾的工作领域得到了拓宽。 

五 

在负责组织电磁分离器研制工作的同时,戴传曾又在另一个领域开始了新的开拓。

当时,苏联撤走反应堆专家,给我国刚刚上马的钚—239生产堆的建造造成了巨大的困难。二机部领导慧眼识珠,任命戴传曾为建造生产堆的科学顾问。

二机部领导决定让戴传曾担任生产堆科学顾问并不是偶然。早在上世纪50年代末,戴传曾就利用重水反应堆热柱建立了大面积裂变中子谱的屏蔽实验装置,进行了不同组合系统的宏观中子性能衰减研究,为核潜艇工程屏蔽设计提供了可靠数据。

1965年,北京194所成立后,戴传曾担任副所长。在反应堆工程这个领域,戴传曾没有权威可言。但他凭着深厚的物理学基础和对核反应堆的理解,对194所的科研和学术工作进行着有力的领导。

戴传曾亲自参与了生产堆的工艺资料消化吸收,并确定了关键工艺,选定了材料技术参数;他奔波于四川山沟与北京之间,通过对国外材料的比较消化,指导确定了“49—3”高通量堆的用途、规模、堆型及堆物理方案;他组织完成了核潜艇元件的辐照检验任务;他亲自参加了我国第一个大型材料热室的工艺、施工设计;他还结合自身的优势,直接参加了为动力堆工程提供有关宏观中子截面数据的堆屏蔽实验。 

1978年3月,全国科学大会在北京召开。1982年,戴传曾担任原子能研究所所长。

随着形势的发展,核工业走上了“保军转民”的轨道。但是,长期从事军工科研的原子能所,怎样才能适应这一战略转变呢?戴传曾经过深思熟虑,在全所大会上指出:核科学技术,尤其是核能核技术在国民经济上的应用,国外已有很多经验。我们也应该到国民经济建设主战场去,为发展经济做出贡献。年过花甲的戴传曾,在核工业的第二次创业中开始了新的开拓。

单晶硅在半导体工业上有着广泛应用。一次出国考察,在美国密苏里大学,戴传曾看到那儿利用反应堆对单晶硅进行中子嬗变掺杂。回国后,他进行了认真的可行性分析,做出了开展这项工作的决策。他亲自物色工作人员,组织制订研究方案。先是对反应堆进行改造,扩大活性区,增加孔道数,又用铍块代替周围石墨块,改善中子照射量,再攻关,解决了控制辐照量和辐照温度,掌握退火条件等技术问题。几个月之后,我国第一批利用中子嬗变掺磷单晶硅生产了出来,并很快应用到可控硅和大功率整流管的生产。这项技术,目前已是原子能院的转民支柱项目之一。

1979年,戴传曾去加拿大,看到多伦多大学开发了一种用途很广的反应堆。回国后,他找了核工业部的张忱部长和计划司的领导,建议开展这项工作。有一段时间,戴传曾全身心扑在了微堆开发工作上。他组织各方面力量,分头开展物理方案论证,物理计算、热工水力、基建设计、堆控制方案等方面工作。经过几年的努力探索,1984年,微堆反应堆研制成功并通过了国家鉴定。这一成果,还获得了国家科技进步一等奖。如今微堆已在国内推广应用了3台,并使我国成为重要的出口核设施的国家。 

1972年2月的一天,戴传曾应邀参加周恩来总理主持的发展核电问题座谈会。席间,周总理问:“英国今天的核能情况如何?”“约占全国能源的8%。”戴传曾回答。周总理听了,强调说:“中国是社会主义国家,应当比英国发展得快一些。二机部要抓核能,不要成为爆炸部。”周总理还就我国发展核电提出了“安全、适用、经济、自力更生”的方针。

戴传曾铭记着周总理的嘱托。他是以一个核科学家的战略思维来理解周总理的指示。“要发展核能”,这是“纲”。为了抓这个纲,他在多种场合,通过各种渠道倡导发展核电。由于“左”的思想的干扰,国外发展核电曾被认为是放烟幕弹,并对我国核电的发展造成了不利的影响。戴传曾记得,早在60年代,周总理、李富春副总理就批准调用50公斤铀——235开展快中子堆的零功率装置的研究工作。那时,戴传曾就组织一些科技人员开展了快堆中子物理、热工水力等方面的基础研究。1981年,在向全国政协委员的汇报中,他分析了我国的核科技力量,提出了尽早发展核电的意见;在《光明日报》上,他从对我国能源结构和国民经济的发展需求的分析出发,发表了“发展核电是我国当务之急”的文章。

发展核电,要把安全放在首位。戴传曾深谙未雨绸缪的道理。在中国的核电事业还处于“襁褓”之中时,他就开创了我国核电安全分析工作领域。

1979年,戴传曾去美国考察的第三天,刚好碰到美国三哩岛核电厂发生了事故。这件事情,轰动了世界,也使一般人对核电的安全产主了怀疑。戴传曾敏锐地意识到,对核电安全研究要有足够的重视。他把工作的重点转移到了核电安全分析的研究上。他先写信给瑞典朋友,征求对开展核电安全研究的意见。这位朋友十分热情,给戴传曾寄来了厚厚的国际原子能机构拟定的安全法规草本。他立即组织人员翻译并设想以此为基础,建立我国发展核电的法规。1981年,戴传曾到美国核管会考察,拿回了RALAP-5程序,为我国开展核电安全分析研究打下了基础。随后,他又收集到了国外的有关核安全分析的程序,弄来了相应的图书资料;他与有关方面联系,送业务骨干到国外培训。同时,在国内,他指导开展了超临界热导、临界负荷测量和再淹没实验等硬件工作。

戴传曾指导的3位博士生,所选题目都是核电安全分析的前沿课题。戴传曾也像年轻人一样刻苦钻研,又注意培养学生把学问拿到实际工作中去做的作风,激发他们的创造力。他指导学生们对秦山核电厂的安全开展了事故分析工作,研究了核电厂在事故工况下的性能,还提出了对事故的预防和处置的建议。 

1990年10月,戴传曾率团到法国进行科学考察。“带着问题去,载着收获归”,他没有忘掉自己的这一宗旨。在法国,参观了压水堆电站,又参观快堆电站。没有随队翻译,领队、专家、翻译便三位一体于戴传曾。

由于过度劳累和气候不适,戴传曾突然患病,回国住进了医院。

1990年11月11日,原子能院堆工所陈叔平所长又到医院来看望戴传曾。尽管病魔无情地吞噬着他剩余不多的精力,但他仍强打精神,告诉陈所长要大胆启用年青人,做好“科研”与“工程”的结合工作,把快堆搞成功;他还让女儿从抽屉里拿出核电安全分析的有关材料,请陈所长转交给有关科研人员。当得知快堆研究中心即将举行奠基典礼,虽然病痛难忍,戴传曾的脸上还是露出了欣慰的笑容。

1990年11月18日,戴传曾因病逝世。戴传曾逝世后,王淦昌教授以一副挽联道出了对他的敬仰与哀悼:

风雨同舟共建核能三十裁,感君子德高才广为我楷模,堪敬仰;

重任在膺突罹恶疾仅匝月,慨扁仓竭智尽术难挽鹤翔。斯人已去,事业永存!

责任编辑:唐镜涵