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哈军工原子工程系10期学员、直线感应加速器专家、中国工程院院士丁伯南
丁伯南
哈军工原子工程系 第10期学员
直线感应加速器专家
中国工程院院士
丁伯南(1945.03.19-2007.12.13),核爆诊断专家,Z箍缩研究奠基者,江苏武进人。1967年8月毕业于哈军工核爆测试专业,分配到核工业部九院工作,历任研究室副主任、主任,副所长、所长,副院长。
长期从事直线感应加速器(LIA) 和脉冲功率技术及应用研究。先后组织研制了我国第一台10MeVLIA直线感应加速器和规模更大的达到同类装置世界先进水平的神龙one加速器,为我国核武器事业和高技术事业的发展做出了重大贡献。曾获国家科技进步奖和部委级科技进步奖近30项,发表论文和编写技术报告70余篇,培养博士、硕士研究生16人。享受国务院政府特殊津贴,是国防科工委有突出贡献中青年专家,四川省学术和技术带头人。
2007年当选中国工程院能源与矿业工程学部院士。
我以我生筑国防
勤奋的求学时期
1945年3月,丁伯南出生于江苏省常州市武进县丁家头村。1959年进入全国知名的重点中学—常州高级中学学习。1962年7月,高中毕业之际,由于成绩优异,学校推荐他报考中国人民JFJ军事工程学院,从此,他便与国防事业结下了不解之缘。大学期间,来自祖国五湖四海的高材生云集在祖国北疆的哈尔滨,共同研读现代军事科技知识,一颗立志为中国国防事业献身、做出贡献的赤子之心,已开始在年轻的丁伯南胸膛跳跃。
1967年,经过大学五年的洗礼,他以优异的成绩走出了校门。虽然在大学的最后一年受到文化大革命的影响,但前几年的刻苦努力,已经使他具备了扎实的数理理论基础。1967年8月被下派到JFJ6409 部队丹阳军垦农场劳动锻炼,内心感到十分迷茫:难道祖国的军事现代化技术不需要我了吗?1970年3月,当他欣喜地获知,上级将委派他去二机部九院从事国防科技研究工作,兴奋不已,恨不能立刻生双翅膀飞到四川参加国防科技研究。
20世纪70年代初的九院,已经从青海核武器研究基地搬迁至四川,虽然受到了文化大革命运动的影响,但祖国的核武器技术需要发展,因而科研生产逐步向正常化过渡。在老一辈科学家的传帮带下,丁伯南很快就进人科研工作者的行列,由于表现出色,组织上让他承担了xxx型号引爆电源的研制任务。他虚心向老一辈科研技术人员请教,认真查找相关的技术资料,精心选择完成任务的技术路线,从设想方案到实施方案,从设计安装调试,到外场联试,他对每个技术细节都做了充分的准备,最终在外场联试中获得了成功,受到领导和同事的一致好评。
铸闪光照相之剑
20世纪70年代末至80年代初,为了进一步拓展我国的核武器事业,核工业部第九研究院计划研制大型的闪光X光照相设施。在核武器研究行业,有句行话叫“原子弹研制离不开三件宝,核反应堆、大型计算机、闪光X光照相机”。大型闪光X光照相设施是用于诊断核初级装置在爆轰过程中,不同时刻飞层界面的位置及材料在压缩过程中的密度分布。为研制这种大型装置,第九研究院组织了一支攻关队伍,成立了新的研究室,丁伯南被任命为该科研室的副主任,负责领导大家突破关键技术。大型闪光X光机的首选技术路线是建造电子直线感应加速器,而电子直线感应加速器的研制当时在国内处于空白状态,无任何技术基础和预先研究,也无任何经验可借鉴。丁伯南受命踏入这个全新的研究领域,带领大家一起查文献、做实验,经常加班加点,夜以继日地工作,凭着过硬的数理基础和多年在科学研究中形成的敏锐洞察力,以及拼搏奉献的工作作风,他得到了同事们的认可和爱戴,成为该研究室的技术核心。
在进行感应加速腔的原理性实验时,大家发现感应电压平顶有时不平,而要求平顶尽可能平是感应加速腔研制的关键。究竟是什么原因造成了这个“平顶不平”?应该如何解决?有一次在下班的路上,他跟大家边走边讨论,并且发生了激烈的争论。综合大家的讨论意见,丁伯南提出了他的新想法,由于急于知道新想法是否真的抓住了问题的要害,他动员大家连夜加班进行试验,经过深入细致的分析研究,终于搞清楚了造成感应电压不平的种种因素,圆满解决了这个难题。这次实验结果后来成为设计加速电压系统应当遵循的经典原则。
仅仅用了两年多时间,直线感应加速器的核心单组元试验平台建成了。在此基础上开展了相关的关键部件性能试验验证工作,试验结果表明我国已经掌握了建造感应加速器的单元技术,可以向下一个目标进军了。很快1.5MeV直线感应注入器建成,标志着我们已经拥有建造大型闪光X光照相装置的基础。
1991年,他受组织委派前往美国马里兰大学做访问学者,从事的是他先前不曾接触过的研究工作,再加上语言上的障碍,困难时时困惑着他,然而这些困难并没有难倒好强不服输的他,经常挂在他嘴边的一句话是“绝不能向困难低头”,凭着过人的毅力,坚持每天听5小时英语,三个月后他便能较自如地同美国同行进行交流了、在他参加的赝火花隙开关研究小组里,他深厚的研究功底所展示出的对问题独特的见解,赢得了美国同行的敬佩。一年的访问学者到期,为了更好地完成该项目研究工作,指导老师挽留他留下来继续工作。在美国一年半的时间里,他共发表学术论文20多篇,当指导老师再次挽留他继续留在美国工作,并给他非常优厚的待遇时,丁伯南没有犹豫,毅然决定回国报效祖国。他说:“我的根在中国,是我的祖国培养了我,在国外做再多的事,待遇再高,心里觉得不如为自己的祖国工作来得踏实。”平凡的话语,彰显了丁伯南报效祖国的赤子之心。
1992年秋,丁伯南回到了核工业第九研究院(此时已更名为中国工程物理研究院),正值10 MeV直线感应加速器调试的关键时刻。10 MeV直线感应加速器是一个庞大的系统,主要由注入器、加速段、脉冲功率系统和强流束输运系统控制监测系统、以及真空、油、水、气、系统构成,注入器产生1 MeV的强流电子束,经过28个感应加速器腔加速达到 10 MeV的电子束能量。由于该装置庞大复杂,在多路开关同步、长距离强流电子束传输等方面遇到了困难,调试结果不理想,机器总存在这样那样的故障,运行不稳定,调试结果达不到设计指标。
正在大家束手无策之际,丁伯南的归来给项目组带来了希望。丁伯南受上级领导委托,担起了技术攻关的重任。他带领全体技术人员,深人仔细地分析了面临的困难,首先解决了脉冲功率源中火花隙开关工作稳定性的问题,确保了几十个开关能按设定的时间同步运行,脉冲功率系统可以稳定地提供加速电压。对强流电子束的传输难题,从束物理入手,抓住这种加速器束输运中的关键技术要点,束流螺旋运动的发展控制,通过束流磁场的控制解决了传输难题。由于任务时间紧,他吃住在实验室,在同事们都休息的时候,查阅、分析大量的实验数据,饿了就泡碗方便面,困了就在实验室旁的值班室和衣而卧,仅用三个月时间就完成了调试任务,装置达到了设计指标。该装置顺利投入运行,为我国赶在核禁试之前核装置定型任务的完成立下了大功。该装置获得1998年国家科技进步一等奖,在获奖名单中他排名第二。由于常年忘我工作,年轻力壮的丁伯南,健康状况受到了较大损害,他的胃部总是隐隐作痛。在一年一度的健康体检时,医生强烈建议他进行更进一步的检查,他总是没有在意,而是将全部的注意力和精力都投入到一个个技术攻关上。
核禁试后,美国等核武器超级大国为保持其核优势,开展了实验室环境下的核武器技术研究,面对这种挑战,我国为保持核自卫能力制定了相应的政策。丁伯南再次受上级委派,挑起大型闪光X光机“神龙one”的研制任务。这是一项技术难度相当大,项目规模更大的研制工作。作为项目总负责人,他高屋建瓴,在项目建设初期就把目标瞄准了世界先进水平;在大的技术方向上,他提出采用3.5 MeV注入器,提高电子束源的束品质,为“神龙one”最终达到高水平写下了关键一笔;在技术细节上,他一丝不苟,谆谆教诲技术人员“庞大的工程细节决定成败”,要求技术人员精益求精,不放过任何小小的差错,他常说;“我们任何一个微小的失误,将有可能给国家造成巨大的不可弥补的损失。”
在他带领下,项目组全体人员齐心协力,奋勇拼搏,集智攻关,六年间有无数个夜晚和节假日,项目组都是在他的带领下,在实验室、会议室度过的。功夫不负苦心人,2003年该项目全面完成了建设任务,并用这台装置开展了闪光照相实验,获得了理想的实验结果。项目验收时验收小组云集了13名院士和全国同行专家,当看到专家组写出的鉴定书上“该装置达到世界先进水平,部分指标处于世界领先”这样的评述时,丁伯南的脸上充满了自豪。
再创崭新业绩
当项目组成员沉浸在成功的喜悦之中时,丁伯南又开始了新的思考,他向上级机关提出了新的建议,我国的闪光照相技术应该瞄准更新更高的目标—向多幅闪光照相技术进军。此外作为我国脉冲功率技术发展的领军人物之一,他早已将眼光投向了Z箍缩技术研究领域。所谓Z箍缩技术就是利用高功率脉冲技术实现数十兆安的大电流放电,并利用这种大电流放电实现核聚变。这对核武器事业和未来世界核聚变能量的利用,都有着不可估量的价值。从课题组的成立,到单元技术的掌握,到项目立项和研制工作的推进,丁伯南都倾注了大量精力。现在我国在Z箍缩方面的研究取得了很大进展,作为我国Z箍缩研究领域的奠基人,他感到由衷的欣慰。
1999年,中共中央组织部任命他为中国工程物理研究院副院长,主管科研生产,还负责高技术武器等方面的工作。他更加忙碌了,不仅要积极推动全院的科研生产活动,还要关注新兴高技术研究领域。在中国工程物理研究院强激光和高功率微波技术发展过程中,做顶层设计时,丁伯南高瞻远瞩,用战略家的眼光抓大事、抓发展,激光和微波重大专项的整体规划、发展思路、具体立项及技术路线确立,他都倾注了大量心血。高功率二极管泵浦固体激光是某项目中的重要子系统,在项目立项之初,我国技术基础比较薄弱,核心部件二极管激光阵列的技术研究遇到较大困难,丁伯南及时协调,鼓励科研人员要克服困难、坚定信心,突破高功率固体激光核心技术。经过几年的攻关,该项目已取得多项重大技术成果,研制的系统参加并完成了多次国家外场实验任务。
丁伯南长期投身于我国国防科研事业,多年来含辛茹苦,呕心沥血地为我国的核武器事业默默做出了巨大贡献。他负责研制的直线感应加速器,作为大型闪光X光照相试验平台,利用平台开展实验所得到的数据,为我国核武器型号设计提供了重要依据。这个大型的实验装置在未来还将继续服务于核武器研究事业,为进一步提高我国的核自卫能力做出更大的贡献。基于达到的学术水平和取得的杰出成就,丁伯南于2007年当选为中国工程院院士。在长期的科研工作中,他还带出了一支严谨求真,能打硬仗的科研队伍,他作为中国工程物理研究院研究生部的博士生导师,中国科技大学等学校的兼职博士生指导老师,为国家培养了十多名博士研究生。
生命的强音
由于过度的劳累,2000年在一次例行的健康检查中,医生发现他患了胃癌。面对严重的疾病,他没有被击溃,而是积极地配合医生,开始了与病魔作艰苦的斗争。经胃切除手术,待身体复原之后,就开始了化疗。化疗引起他身体极度不适,特别严重的是,食物吃进去一点味道都没有,如同嚼蜡。为了增强体质,他顽强地坚持着,一点一点艰难地吃下去。在病床上他时刻关心着在研项目的进展,同事来看望他时,谈论最多的是研究课题的现状。他的顽强、乐观,加上现代高水平的医学技术,使他能够奇迹般地战胜癌症。在得知自己已经完全康复之后,他又投入到繁忙的工作中去了。每当同事劝他注意身体,少干点工作时,他总是笑笑说:“上帝创造我们人类,就是要求我们多工作,只有为人类多作贡献,生命才有意义。”因为他对工作的过度专注,对科学的满腔热爱,对事业的高度负责,耗去了他过多的精力,2007年,病魔再次向丁伯南袭来。他孱弱的身体再也抵挡不住了,弥留之际,面对去看望他的朋友和同事,他还是那样坚强和坚定:“能参加祖国的国防事业建设,我是幸运的,能做出几件对国家有益的事,我不后悔当年的选择。” (章林文)
主要参考文献:《从哈军工走出的院士》,哈军工北京校友会编著,2011年2月 |