能源危机猛烈地冲击脊西方资本主义国家,也震动了世界各地:世界上的煤和石油等燃料有枯竭的一天,那时,人类将如何生活?然而,目前许多国家的科学工作者研究、探索的结果认为,受控热核聚变反应是最有前景的新能源。因为,一升海水中的氘在聚变反应中放出的能相当于三百升汽油所产生的能量.地球上的海水取之不尽,人类就可以“一劳永逸"地解决能源问题了.所以,现在的问题是如何实现人工控制热核反应,并让它为人类服务。
“受控”,这个理论上十分简单、实际上却是非常困难的课题,它以极大的魔力吸引着各国科学家,很多国家投入了大批人力、财力进行这方面的研究。现在看来,这个工作需要几代人接连不断的奋斗,才有可能成功。因而,培养这方面的专门人才就成了十分迫切的问题。为此目的,经中国科学院批准,中国科学技术大学于一九七四年创办了等离子体物理专业,并且自己动手,艰苦创业,土洋结合,从无到有,创建了等离子体专业实验室。为培养“受控”专门人才作出了一定贡献。
那是一九七四年的夏天,等离子体物理专业成立了,当时总共只有八个人。这八个同志,有的原来是学物理的,有的是学原子核工程的,谁也没有从事过等离子体物理研究。但是,为了国家,为了人民,他们放下了自已熟悉的东西,挑起了开辟这一新兴学科的重担。他们知道,等离子体物理,主要是为了搞受控热核反应的,虽然也有它的理论,但是在某种意义上讲它主要还是一门技术科学、实验科学,没有实验室是不行的。如果学生进校几年,没有见过什么是等离子体,没有见过产生等离子体的装置,没作过等离子体参数的诊断测量,那他们毕业之后怎么能胜任等离子体物理的科技工作呢?
实验室要搞!而且一定要搞好!
等离子体专业的同志们参阅了大量国外科技资料,了解到等离子体实验室起码要具备的条件:一是等离子体发生装置;二是诊断手段;三是必备的真空设备。
他们认为,在这三个条件当中,装置是最基本的,有了装置才好进一步搞诊断等,没有装置就一切都是空的。于是,专业领导同志决定首先搞装置。这个任务落到青年教师王象振、朱士尧的肩上。
王象振、朱士堯,都是中国科学技术大学近代物理系的毕业生,他们原来是学原子核工程专业的,现在勇敢地承担起这项陌生而又艰巨的任务。
当时,他们面临的困难是难以想象的:
科技大学被林彪、“四人帮"迫迁来安徽,仪器设备散失破损不计其数,房屋紧张,经费奇缺;还有,谁要是照实提一下这些实际问题,谁就是“反下迁”,"反下迁就是反革命”。但是,困难吓不倒为杜会主义祖国而艰苦创业的人们。他们仅有一间房子,只有五十平方米。房子里空空荡荡,只有几张破桌子,连一只电表都没有。经费呢?在“四人帮”反对科学、摧残教育的困难条件下,又是少得可怜,连买几个大电容器还不够,怎么能建设起“等离子体发生装置"呢?
实验室最好是能够用世界上最高水平的设备来武装,他们想过没有?想过,但是从哪儿来呢?第一,国内没有生产过这种装置,买不到;第二,即使国外市场上有的卖,学校也能照顾给一点钱向国外订货,但是在“四人帮”大批所谓“梁洋媚外”、“洋奴哲学"的高压下,谁知遒何年何月才能把货拿到手?专业创办不到四个月,第一届学生就进校了,学生上完基础课,马上就要使用装置,做专业实验,时间怎么能等得及呢?
面对着这严酷的现实,王象振、朱士尧同志在专业领导同志的支持下,决定走自已动手、艰苦创业、土洋结合、快速上马的道路。
于是,他们俩分头先去学习,作调查研究。从合肥到北京,从北京到西南。旅馆里,列车上,抓紧一切可以利用的时间,把各种方案进行了比较,决定搞个小型的“角收缩装置"。
这种装量是利用高压电容器快速放电产生一个快速交变磁场,用这个交变磁场压缩和加温等离子体,从而得到实验所需要的热核等离子体。这种装置虽然比较小,但投资少,可以得到高温等离子体,很适合学校专业教学的需要。方案选定了,就自己动手进行总体设计。过去国内有几个单位曾做过这种装置,衙要二十多人,而他们只有两、三个人,也下定决心,克服困难,把它搞出来。
迫在属睫的是房子问题,只有一间,又小。装置是在五万状高压下放电,实验人员是不能在问一个屋子里的,怎么办?
自己动手千!
全专业的教员和同学们都出动了!他们自已拉来砖瓦,灰砂,自己动手砌墙,盖房子。十几台大型电容器,每台重八百多斤,没有搬动机械,师生们硬是用双手,把它一个一个地推着、滚着送进了实验室。为了筹备器材,他们到各地跑采购、求支援,还在各研究所无价调拨了一批废旧淘汰器材,整旧如新,为国家节约了资金。后来调到装置组的刘金英,她一心扑在实验室,产假一满就上班,吆奶的婴儿也难顾得上。那两年里,全组同志一个寒暑假也没有休息过。
在实验室的调试过程中也遇到过技术上的难题。这个装置是用十二个大型电容器同时放电获得五万伏的高电压和一百万安培的大电流,因而对开关的要求很高,它要求开关容量要大,能经得起大电流的烧蚀。如果把十二个电容器分成若千组并联起来,每一组的容量就小了,只有原来的若干分之一但是,由于放电过程是在十万分之一秒内完成的,因而也就要求各组开关在启动时必须严格同步。开关不同步,就产生不了大电流,高电压,实验还是做不成。分的组数越多,同步就越困难。他们经过认真研究之后,决定分成三组,每组容是总容量的三分之一,下功夫解决三组开关的同步问题。在开关的安装过程中,又发现有些零件机械加工不合格,就自己动手细心研磨,一直达到高度精密为止。
开关问题解决之后,又出现了高压打火问题。白天,只听到装置上劈劈啪啪直响,就是看不到打火的火花。这种打火既有危险,又妨碍实验,必须消除。于是他们就在晚上,关上照明电灯,观察打火地点。最后,终于把打火问题解决了。
经过他们和全专业师生的共同努力,艰苦创业,一九七六年下半年他们开出了第一次实验课,让学生亲自测试了该装置的两个电参数:最大电流和磁场。
现在,他们正在准备开展以下三项实验:
一、用每秒一百二十五万次的高速摄相机把等离子体产生的过程拍摄下来,研究等离子体的稳定性:
二、用X射线法测试等离子体的温度;
三、用激光干涉汰测试等离子体的密度;
随淹“受控”研究工作的进展,国家对等离子体专业提出了新的任务。供“受控”研究用的我国第一台.托卡马克装置建成后,急需要有测定装置内温度的仪器。实现“受控热核反应”的重要条件之一是要求装骨内温度高达一亿度。没有测定温度的仪器,建成的装置有什么用呢?这个任务就交给了等离子体专业。专业领导十分重视这一任务,抽出了项志遴、叶云秀、俞昌璇等七同志组成了新的实验小组,试制“中性粒子能讲仪”——一种用米测定装置内温度的仪器。这种“能谐仪",苏联有过出售,他们是不会卖给我们的。我们国内没有一台样机可看,资料文献上也只是一些定性的介绍。一九七六年,就在周总琊逝世的第二天,他们滿含极度悲捕的泪水,来到北京,同物理研究所的同志共同讨论“中性粒子能谱仪"的总体设计方案,由项志遴同志具体负责总体设计,开始了设计工作。
一九七六年的清明节,在天安门广场发生了震惊中外的“四五”运动。项志遴问志的独生子,北京十一中学离二班的学生因前往天安日广场镇金敬爱的周总理和革命先烈,抄录了一些革命诗词,并写了一份天安门事件真相的材料,寄给合肥他所爱戴的一位老师,被“四人帮”抓进了监狱。在所谓“反击右倾翻案风”的全校大会上,当时的校党委的某负责人,声色俱厉地不点名地批判这件事。
这件事,对于正在紧张进行“能谱仪"设计工作的项志遴同志是多么沉重的打击啊!
但是,他没有屈服,他相信党,他得到了专业党支部的支持和保护。他说:这帮人是长不了的。周总照为革命献出了生命,我的孩子为周总理坐牢也是值得的。他忍住了悲痛,不顾由于六六年关进“牛棚"时患上的"视网膜变性"的严重眼病,坚持能谱仪的设计工作。所谓“反击右倾翻案风”的会,他一次也没有参加,而是走进了他的实验室……
正当所谓"反击右倾翻案风"猖獗之时,也是试制组的同志们怀着对“四人帮”的愤恨,加班加点、奋发苦战的时候!他们紧密团结,艰苦奋斗;四处跑采购,跑加工,样样工作都是自己动手干。他们一头扎入实验室,忘记了休息,忘记了星期天,终于将能谱仪初步试制成功,基本上达到了国外同类仪器的水平,填补了国内空白。
但是,试制组的同志们并没有滴足。因为用这种仪器来测温度,总要测很多数据,然后再综合得出比较精确的结果。这样做,不仅费时间,而且很难保证在测每一个数据时能具有同样的条件,因而也就影响实验结果的精度。试制组的同志们就整天整夜地思考这个问题。一天深夜两点多钟了,项志遴突然想出了一个方案,立即叫麓了俞昌璇,连夜推算和论证。第二天又和全组的同志研究讨论。经过反复论证,新方案是可行的。,于是,全组立即行动起来,增制一点设备,改用新的实验方法,可以一次得出精确的实验结果了。
在国外,这类能谱仪一般都配有专用的电子计算机,在我国目前还不具备这个条件。为了从现实条件出发,又要争取高速度,项志遴和大家进一步作了改进,使能谱仪可以自己显示实验结果,并能存贮一邰分实验数据,然后集中送到计算机上进行处理。这台能谱仪已于一九七七年调试成功,正式安装在我国第一台托卡马克装置上。国外出售一套这种能谱仪要十几万元,而项志遴他们试制的成本不过二、三万元左右,为国家节约了资金。
項志遴同志,一九五二年毕业于清华大学物理系,怎么一心搞起实验工作来呢?首先,他具有“只要是对人民有利的事我就应该去做”的崇高革命精神;同时,他认为:"等离子体专业就是一个以实验为主的专业。我国目前对实验科学重视太差。其实,物理学要有所突破,没有实验科学是不行的。半导体、激光,是从实验中发现后才去建立理论的,一些新的理论建立之后,又要通过实验科学来验证。爱因斯坦的相对论就是在实验的启示下发现,又通过新的试验来验证的。“受控”,从理论上讲是可以用强磁场来约束的,结果做起来总是做不成功,不从头来做实验怎么行呢?所以我很喜爱实验工作。”
项志遵教授的话,说出了等离子体专业实验室全体同志的心里话。
等离子体专业实验室之所以能较快地建设成较高水平,除了前面讲到的之外,与这个专业全体同志团结一致,共同努力是分不开的。甘当“配角"的欧阳九令同志,他是科技大学近代物理系毕业生,看到实验室十分需要真空技术,就承担起机械真空的工作。多年来,他任劳任怨,兢兢业业,踏踏实实,干着这个与原来所学专业毫不相干的工作,深受全专业同志的敬佩。他还兼管着全专业的器材工作,细心认真,并井有条,大伙称他是我们专业的好管家。专业负责人荣福瑞同志,精心组织全专业和实验室的工作,团结全专业的同志,共同努力,并肩奋斗。在项志遴遭到“四人帮"打击的时候,是他支持和保护项志遴同志的。
等离子体专业的工作受到了学校的表扬。项志遵同志被越级提为教授,王象振、叶云秀、俞昌璇、欧阳九令、荣福瑞等同志被提升为讲师。
"等离子体专业实验室诞生才五周年,应该说它还是一个"孩子”,还很幼稚,不够完善,还要继续成长,全室的同志信心百倍,克服目前不重视实验工作的思想影响,努力再搞一个小型的托卡马克装置,把实验室水平再提高一步,扎扎实实地向科学现代化进军,向教学现代化的目标前进,为培养探索新能源的战士而继续艰苦奋斗!