百年清华

陆祖荫:为国所需转变研究方向,只为发展我国核物理事业

2021-07-05 | 来源 公号“中国科学家”2021-07-03 |

1945年,美国在日本投放了两颗原子弹,引发了全球的核恐慌。为了应对核威胁,我国下定决心开始研制原子弹。1959年,风云突变,苏联突然宣布暂缓对中国提供关于原子弹的教学模型以及相关图纸、资料,而且撤走了全部的在华专家。我国决定凭借自己的力量研发原子弹。

1964年,中国成功爆炸第一颗原子弹,其中核武器试验研究所发挥了重要作用,陆祖荫便是研究所的组建者之一。他长期从事实验核物理研究工作,作为核物理与核化学研究室主任,在核辐射、爆炸烟云取样等多个领域进行组织领导工作,为中国的核事业作出了不可磨灭的贡献;曾获国家科技进步一、二等奖,国家发明二、三等奖和中国科学院科学奖三等奖。

物理学家陆祖荫(1926.1-1992.6

出身科学世家,求学西南联大

19261月,陆祖荫出生在江苏常熟的一个科学世家。他的父亲陆近仁是我国著名昆虫学家,中国昆虫形态学与幼虫学的开拓者,中国近代昆虫学及昆虫学教育的奠基人之一;他的叔父陆宝麟是著名医学家,1980年当选为中国科学院院士。

20世纪60年代,陆家大合照(后排右一为陆祖荫)

1937年,抗日战争全面爆发,社会动荡,陆祖荫几经辗转,在颠沛流离中完成了中学学业。初中毕业后,他随家人来到了云南昆明求学。

陆祖荫回忆,父亲经常讲国家大事,教育他们:“第一,不要怕艰苦,为了抗战一定不要怕艰苦;第二,一定要立志做一个科学家。”

在父亲的影响下,1942年,陆祖荫以优异的成绩考入西南联合大学物理系。

叶铭汉院士回忆,当时西南联合大学物理系有“三杰”,分别是杨振宁、李政道、陆祖荫。其中,陆祖荫与李政道关系很好,两人在宿舍住上下铺,经常一起讨论问题、相互学习。

西南联大合影(左起:楼格、李政道、叶铭汉、陆祖荫)

求学期间,陆祖荫接触了大量先进思想。他自觉加入了学校的学生会医疗队、读书班,并一直反对国民党的腐败,积极参加学生运动。

1946年,陆祖荫从西南联合大学物理系毕业,并于1957年成为首批被派往苏联的进修生。

加入物理研究所,投身科研事业

19502月,根据国家科技发展的需要,陆祖荫毅然放弃了即将得到的硕士学位,服从安排前往中国科学院近代物理研究所工作。

第二次世界大战胜利后,全世界都陷入了核恐慌。各国争先恐后开始研究核物理技术。原子核乳胶是原子核物理工作中常用的,当时很难从国外买到,研发制备出中国自己的原子核乳胶至关重要。

陆祖荫临危受命,在何泽慧的指导下从事核乳胶研制及中子物理研究。

1951年,近代物理研究所部分人员合影(二排右六陆祖荫)

此时,苏联、英国、美国等几个国家都已经成功制成原子核乳胶,但没有对外公开发表其制造过程。

原子核乳胶是普通照相乳胶根据原子核物理工作的要求发展而成的,陆祖荫考虑到相关文献太少,于是他寄希望于从普通照相乳胶的理论和制备经验入手,开展研究。

一开始,做一锅核乳胶要3个人同时操作。陆祖荫的同事孙汉城回忆说:“三个人需要默契配合,随着节拍机的节奏同时操作。有时,人手不够时还要请人来帮忙。”

不久,陆祖荫改进了设备。他用能够进气泡的玻璃管代替了原用的滴管,这样进气量就可以用打破的温度计的毛细管长度来调节,并改用电动马达搅拌。这样制备乳胶由一个人就可以独立操作,极大提高了工作效率。

关于原子核乳胶研究论文摘要及参考文献

通过结合照相乳胶理论,陆祖荫等人的研究取得了重要进展。前后经过420多次试验,1956年,他们研制成功了原子核乳胶核-2、核-3乳胶,制成的核乳胶各项性能均满足要求。同年,该研究获得了中国科学院奖(自然科学部分)三等奖。评奖意见认为:该研究对我国原子科学的发展一定会起应有的作用,工作很完备,是在没有配方的情况下仿制成功的。

陆祖荫在国家机关二次团代会上的发言稿,内容包括试制核乳胶工作

报效祖国,推动原子弹爆炸

1956年,陆祖荫加入中国共产党;次年10月,被派往苏联进修。19593月他学成归国,并按照组织要求,将研究领域从基础研究转为原子弹研制。

1962年,原子弹研制已取得突破性进展。同年11月,正在做实验的陆祖荫接到了钱三强打来的电话,要求他第二天去报到。后来他被调入国防科委,参与组建核试验基地第21研究所。

程开甲作为技术负责人,向包括陆祖荫在内的四名技术干部传达了国防科委领导的意见:“在很短的时间里建立一个核武器试验研究所,并且在一年半时间内,做好上场的准备。”

这要求他们在如此短的时间内,建立成套的测量方法,造出上百台仪器设备,培养上百名技术干部。面对这项几乎是不可能完成的任务,陆祖荫说:“这是有关国家的大事,只有一心一意,拼命把它干好,不能有任何后退的思想。”

核试验的首要问题是第一颗原子弹的爆炸方式以及测控手段。考虑到技术限制以及保密性,程开甲、陆祖荫等专家反复讨论后,最终决定采用塔爆以及有线控制。

核试验任务十分繁重,而且没有核试验专家,没有仪器设备,没有实验室,没有可参考的资料,甚至连住的地方都没有,他们只能“白手起家”。陆祖荫担当重任,在第三研究室组织成立了核试验取样队、链式反应动力学组、地面沾染测量组、放射化学分析组等几个大组,保障了工作有条不紊地进行。

除此之外,陆祖荫还建立并指导了辐射场多种测量方法,测得了现场中子通量及能量、四大杀伤因素中的γ剂量的分布。这些方法在历次试验中沿用,取得了大量数据。

短短两年时间内,在第一次核试验之前,我国已经研制出1000多台(套)核试验控制、测试、取样、分析仪器设备。

中国第一颗原子弹爆炸

19641016日,中国第一颗原子弹试验成功。试爆时,陆祖荫蹲在观察堑壕内,背向爆心。时间到了,只见堑壕一片亮光,他赶忙回过头去,发现一朵蘑菇云腾空而起。陆祖荫激动地高喊:“成功了!成功了!”他跳出堑壕,和战友们相拥庆祝。

对此,周恩来总理给予了高度评价:“这次核试验中所用的一千多套设备,95%以上是我们自己设计制造的。在进行爆炸试验的时候,自动控制系统在十几秒时间内,启动了上千台仪器,分秒不差地完成了爆炸。这说明我们自己制造的各种材料、燃料、仪器、设备都是高质量的、高水平的,是过硬的。”

1973年,陆祖荫遭遇医疗事故,身患多种重疾,病情一度恶化,曾三次收到病危通知。经过中医专家诊治后,他的病情逐渐好转,但仍留下了多种后遗症。

考虑到他的身体已不适宜在边疆工作,在国防科委领导的关怀下,陆祖荫于1979年转业到清华大学,领导一批年轻教师,在清华创建了近代生物学及生物医学工程研究所,并担任所长,在生物物理领域进行开拓研究。

在清华大学期间,陆祖荫承担了多个国家科学自然基金项目以及校内基金项目,把核物理的理论和实验手段用于生物科学研究,使清华大学生物物理的研究工作具有特色并处于国内前列。

19841016日,中央军委和国务院为庆祝首次核试验二十周年,10位中央领导同志接见了包括陆祖荫在内的首次核试验主要有功人员。后来,国家对于当年核试验工作进行评奖时,陆祖荫组织参与的一些工作都获得了奖项。198911月,陆祖荫参与的“裂变燃耗放射化学诊断方法”项目获得了国家科学技术委员会颁发的国家发明奖二等奖。

198911月,国家科学技术委员会颁给陆祖荫国家发明奖二等奖

1992623日,陆祖荫在北京病逝。

从无到有,从弱到强。为发展中国尖端武器事业,陆祖荫将自己的青葱岁月都献给了党和国家。他勇攀科学高峰、无私奉献的精神,永远激励着后来者。


文:采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院

参考文献:

[1]尹晓冬、刘贝. 隐姓埋名十七年 见证蘑菇云升起——记核物理学家陆祖荫[J]. 物理,2019,48(12):824-830.

[2]本文图片来源于老科学家学术成长资料采集工程、中国科学家博物馆(网络版)


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