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中国“核能之父”卢鹤绂

2016-06-28求是网



2014年6月7日,是中国“核能之父”卢鹤绂的百岁诞辰。他在天津河北区胜利路403号的旧居至今仍被保留。临街的三楼上有卢鹤绂的书房。

祖籍山东省莱州市的卢鹤绂出生在辽宁沈阳,父母都是知识分子。在这种家庭环境的熏陶下,他从小热衷于钻研理工科学。1932年考入燕京大学理学院物理系,四年后大学毕业获理学士学位。毕业后即赴美国明尼苏达大学研究院深造,专攻近代物理和原子物理。

当时原子物理学是整个美国科学界研究的热点。质谱学正处于创始时期,质谱仪必须由实验者自己设计装置。1937年,初到美国不久的卢鹤绂就制成了一台180度聚焦型质谱仪,用来研究热盐离子源的发射性能。在用质谱仪测量锂7及锂6离子释放量的比值时,发现此值在不同时刻不尽相同,从而发现了热离子发射的同位素效应。他的硕士论文《热盐离子的质谱仪研究》以及实验本身,被国际物理界公认是一种创举。1953年,在诺贝尔奖获得者雪格瑞主编的《实验核物理》一书中,认为是卢鹤绂首先发现了热盐离子发射的同位素效应。

卢鹤绂还使用时间积分法,在世界上第一次精确地测得锂7及锂6的天然丰度比为12:29,有美国媒体因此在头版报道了《中国人在称原子重量》。卢鹤绂创造性的实验和研究解决了前人从未准确测定的问题,他测定的数值被选定为同位素表上的准确值,被国际同位素表沿用了50多年,一直到1990年美国核数表引用的还是这一测定值。1958年,英国剑桥大学沃尔士著的《质谱学》介绍了他的时间积分法,认为这项成果来之不易。

卢鹤绂1939年获得科学硕士学位,当时正值铀235核裂变的发现震惊全世界物理界之际。如何用特大的质谱仪长时间积累出足够数量的铀235,是当时面临的难题。卢鹤绂马上开始了博士阶段的研究工作,他提出了扇状磁场对入射带电粒子有聚焦作用的普适原理,并据此设计制造了一台新型60度聚焦的高强度质谱仪。1941年他以题为《新型高强度质谱仪及在分离硼同位素上的应用》的论文获得哲学博士学位。这一研究成果,因涉及当时保密领域而被扣发。博士毕业论文的全部提要直到1950年,才在美国原子能委员会刊物《核科学文摘》上发表。

拿到博士学位后,卢鹤绂放弃了在美国的优越工作条件和舒适生活,毅然回到了抗战中的祖国。他退出了自己与另外两名物理学家正在进行的课题,而不久后另外两位物理学家就凭该课题获得了诺贝尔奖。这也是为什么上世纪80年代,诺贝尔奖获得者、美国物理学家巴丁在上海科学会堂作报告时会说:“如果卢鹤绂当年留在美国的话,肯定会获得诺贝尔奖。”

第二次世界大战前后,如何制造原子弹成为世界瞩目的课题,卢鹤绂对此也进行了研究。二次世界大战结束不久,他就在《美国物理月刊》上发表了《关于原子弹的物理学》一文,简要阐明了估算铀235临界质量的方法。这是世界上首次公开发表估算铀235原子弹及费米型链式裂变反应堆的临界体积的简易方法及其全部原理。这一文献已被世界上广泛引用。

在浙江大学任教期间,卢鹤绂一边致力于流体动力学的研究,提出了容变黏滞性理论,进而首次推出容变弛豫方程,并以此对经典流体动力学方程(纳威尔—斯托克斯方程)进行扩充,以容纳容变黏滞性。一系列论文的发表引起了国际学术界的重视,弛豫压缩基本方程被誉为“卢鹤绂不可逆性方程”。同时,卢鹤绂还延续了之前对于原子核结构的研究。

1952年夏,卢鹤绂被调到复旦大学讲授“热力学”及“统计物理学”两门课程,他自编教材,结果听课学生猛增,每班学生近百人。1957年他被任命为原子核物理教研室主任,参与了原子能系的筹建,并积极参加了创建上海原子核研究所的工作,担任该所副所长兼一室主任。

在数十年的教育、科研生涯中,卢鹤绂为我国的物理事业和培养我国第一代原子科学技术骨干作出了重要贡献。尽管与诺奖失之交臂,他却实践了自己信奉一生的格言:“知而告人,告而以实,仁信也。”


(责任编辑:萧逸) 


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