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6.10 我與國家同步輻射實驗室建設

(2024-04-15 17:15:38) 下一個

【科大瞬間】特刊
《我們心中的科大》--建校60周年慶

我與國家同步輻射實驗室建設 

──裴元吉教授訪談錄 

訪 談 人:丁兆君、陳家新

受 訪 人:裴元吉

訪談時間:2007 年 4 月 6 日、4 月 20 日

訪談地點:中國科學技術大學校史館

責 編:伊默、劉辛味

圖1 訪談合影

(左起陳佳新、鬱百楊(攝像)、裴元吉、丁兆君)

導  言: 通過對裴元吉教授的訪談,展示了中國科學技術大學國家同步輻射實驗室(以下簡稱“NSRL”)創建前 後加速器專業的教學、科研基礎,同步輻射加速器的預研製, 以及實驗室工程的選址、布局、建設過程的幾個側麵,突顯 出科大“加速器人”白手起家建立起國家同步輻射實驗室的 艱難創業曆程。

背景介紹:中國科學技術大學國家同步輻射實驗室是國 家計委批準建設的我國第一個國家級實驗室,為我國三大核 科學基地之一,其創建與發展,在我國係列大科學工程建設 中具有重要的意義。該建設項目於 1992 年獲得中科院科技 進步特等獎,並於 1995 年獲得國家科技進步一等獎。針對 NSRL 創建的前期背景、醞釀、籌備、預研製、立項、審定、 挫折、初建、驗收、改進、擴建等等曲折發展曆程,“中國 科技大學口述曆史項目組”開展了一係列對於 NSRL 創建與 發展中的重要參與者與親曆者的訪談。本文是根據訪談所整 理出的係列文章之一。

裴元吉:1939 年生於湖南麻陽,1964 年畢業於中國科 學技術大學(以下簡稱“科大”)近代物理係,留校工作至 今,主要從事加速器的研究和教學,曾任合肥同步輻射加速 器工程副總工程師、國家同步輻射實驗室副主任,是 NSRL 的一位主要開拓者和創業者,現任科大學位委員會委員、核 技術及應用學位點分學位委員會主任、中國粒子加速器學會 常務理事、加速器技術委員會主任等職。自 1977 年起,裴 元吉作為合肥同步輻射加速器的總技術負責人之一,在立項、 總體設計、工程建設、整機調試中為加速器的建造與發展做 了一係列工作。他推導了有關注入和電子儲存環超高真空係 統的設計計算公式,完成了其物理設計;主持攻克了衝擊磁 鐵、切割磁鐵、分布式離子泵等關鍵部件的技術難題,其中 低放氣率脈衝切割磁鐵係世界首創;負責 200MeV 直線加速 器的設計、建造和調試, 性能達到國際水平;進行機器研究, 為保證加速器正常運行,提出了克服束流不穩定的措施。此 外,他在二期工程的立項和建設中做出了一係列新的工作, 負責完成放射性藥物 123I 的研究,還在 X 波段行波加速器 研製、微波電子槍研究以及應用型加速器研究等多方麵取得 研究成果。他本人先後獲中科院重大科技成果一等獎、科技 進步特等獎、國家科技進步一等獎等。多年來,裴元吉教授 培養了多名加速器專門人才,發表文章百餘篇,1996 年榮獲 “光華科技基金獎”二等獎。

本文是在對裴元吉教授進行 2 次訪談的基礎上整理而成。

一、科大的加速器專業

丁兆君(以下簡稱“丁”):裴老師您好,您作為國家 同步輻射實驗室的開創者之一,見證了我校加速器建設的全 過程。我們想向您了解我校加速器發展的主脈絡,尤其是您 所參與的工作及其成效。首先,我們想先請您談談我校加速 器專業的發展情況。 

裴元吉(以下簡稱“裴”):加速器專業一開始還不算 是一個專業,隻是電物理專門化當中的一個方向。電物理專 門化當時分三個方向:一個是加速器,一個是核電子學,還 有一個等離子體物理。國內的加速器是作為核反應與核科學 研究的工具,為原子彈製造提供基礎數據。我們學校之所以 搞這個,是因為係主任趙忠堯先生從國外帶回一台加速器, 在我們入學不久,就開始在玉泉路將這台加速器進行安裝和 調試(大概是六二、六三年的時候),主要用於學生做實驗, 能量是 1MeV,但調試過程中能量最高隻調到 0.7、0.8 MeV。

丁:您作為科大近代物理係加速器方向的畢業生,自 1964 年留校工作之後是如何開展起這方麵的研究工作的?

裴:我們畢業時,正趕上搞“四清”,接著是“文化大 革命”。在“文革”期間我也參加了一些工作,但有的與加 速器沒有直接的關係。

丁:那麽您是什麽時候才開始做跟加速器相關的工作 的? 

裴:就我本人而言,做加速器工作是在 1969 年。國家 搞了一個“696 電子會戰”,其中一個項目叫微米離子束摻 雜機,就是製造超大規模集成電路,用加速器的辦法。這個 項目,除科大以外,還有清華、北大、738 廠等一些單位。 科大一共有 18 人參加,我作為學校方麵的負責人。真正自 己動手安裝加速器,對我來說是第一次,經過晝夜奮戰終於 把加速器安裝調試好了。該加速器是由上海先鋒電機廠生產 的,出廠時隻能把高壓調到 160kV,經過我們的努力,調到 200kV,最終到 220kV,算是比較好的。然而不幸的是,正 在做這項工作的時候,學校下遷,我們一直留在北京做這個 項目,在過了一年後,安徽工宣隊非要我們下到合肥,當時 學校這個狀況,安裝加速器是不大可能的,不得已停了這個 項目的研究。

丁:那到了合肥之後呢?

裴:我們係有李整武先生、楊衍明先生和孫良方先生, 楊先生隨校下遷,沒多久就到美國去了,孫良方因“文化大 革命”被關起來了,李整武先生是我們專業主任,他在六幾 年就到四川樂山那邊 585 所當所長。有一段時間,近代物理 是保留的,三機部不管,據說二機部劉西堯要我們到重慶去 聯合辦一所大學,當時的校領導武汝揚副校長(也是副書記) 說:“你不能砍我的胳臂大腿,把我們的兩彈一星去掉一個 胳膊,我們怎麽辦?”所以重慶就沒有去。我們這個專業到 了合肥以後怎麽發展,大家都沒譜,直到 1973 年科大重新 劃歸科學院以後才辦加速器專業。

丁:是怎麽辦起來的呢?

裴:我們的專業可以招生,但招生以後從教學角度來看, 沒有條件給學生提供一個實踐的環境,為此就想把已有的加 速器裝起來。開始是在北區食堂東麵的房子裏把電子靜電加 速器搭起來,讓學生對加速器有個直觀的了解,接著我們商 量向院裏申請經費建設加速器小樓。1975 年科學院同意給予 資金支持,1978 年就建成,安裝了倍加器。學校準備裝趙忠 堯先生帶回來的質子靜電加速器,但由於時間不夠,條件也 不成熟,沒能做成。

丁:那時候我們已經準備正式辦加速器專業了?

裴:對。1975 年成立了專業委員會,跟等離子專業和核 電子學專業分開了,後期就叫加速器專業。

丁:早期我們的加速器專業(或者說方向)留下了很多 人嗎?

裴:我們學校建成以後,每個專業每年留 2 個人,但加 速器方向每年隻留 1 個人。加速器方向最早留的是 1958 級 黃悅昌,到合肥待了不久就因愛人工作原因回北京了,1959 級留下的是我,1960 級留了 2 個,一個是王萍,另一個是金鶴鳴,1961、1962 級就沒有留。

丁:咱們專業自己培養的學生,在後期的同步輻射加速 器建設中,除了您之外,還有哪些是技術骨幹? 

裴:除了我和王萍外,還有姚誌元、王複華、王德發、 劉祖平等,他們都是到了實驗室後送出(國)去的。現在除 我和劉祖平在國內,其他都不在國內了,王萍是 1984 年出 去的,都 20 多年了。

丁:後期招了不少學生吧? 

裴:“文化大革命”中,我們招了 3 屆工農兵大學生, 分別是 1973 年、1975 年和 1976 年。1973 級入學之後,舉 行了考試,考的是中學內容,結果發現大多數是初中水平, 少數是高中水平,還有一部分是小學水平。針對這種情況, 我們花半年時間給他們補中學階段的數學和物理,半年之後 再上大學課程,數學從微積分教起,最後會學到加速器物理。 我負責補物理知識,加速器也是我上的。這些學生通過學習 以後,的確是跟原來不一樣了。1978 年開始招研究生,第一 屆招了 3 個,包括王相綦,當時我們沒資格單獨招研究生, 都是掛在謝家麟先生名下,我和其他 2 位老師都是掛名指導 老師。後來我可以單獨招研究生,很遺憾的是所招的研究生大都出國了,不過他們在國外都做的很好,拿了很多獎。因 為國外少有專門的加速器專業,而我們這個專業課程設置齊 全,工作實在,課題針對性強,老師要求比較嚴格,研究條件好,所以我們的學生、工作人員到國外都是非常受歡迎的, 再加上當時國內環境因素和地域原因,很多人沒留住。現在 加速器就麵臨這個嚴重問題,缺少年輕的骨幹力量。

二、早期的科研努力

丁:科大南遷合肥之後,又辦起了加速器專業,但初期 並沒有加速器,那我們科研工作如何開展呢?

裴:加速器專業辦起來之後,大家都在考慮:我們的專 業到底是往哪個方向發展?我們那時年輕, 30 多歲,是國 家培養出來的,就拿我來說,生在農村,家裏肯定是沒錢供 我上大學的,當時考上科大,上北京的路費都是靠各方支持, 以及中學學校和老師資助才到達北京。我們這一代人念書是 為國家做奉獻,總想通過個人的努力做出些成績,做一個報 答,也就是報恩吧,就是這麽個想法,特別是我們這個專業 國家又是很需要的。

丁:我們從檔案館看到一份文件,說我們學校 1975 年搞了一個加速器實驗室,投資 32 萬,規劃了將近 2000m2, 上麵到底有沒有給錢建設? 

裴:沒有。1975 前後,我們通過幾次討論,準備建一個 跑道式的電子回旋加速器,因為這個加速器可以開展醫學方麵和其他方麵的應用。包忠謀副校長,當時是科研處處長, 給了我們點錢做理論研究,物理計算都做了,文章也發表了, 但是後來實際建加速器時沒錢,就不了了之了。如果建成跑道式的電子回旋加速器,後來的同步輻射裝置也許就不做了。

丁:質子加速器沒有建成,跑道式加速器也沒有建成, 那科研工作如何進行呢?

裴:那時候,高能所的“七五三工程”就要上馬了,當 時我就到北京,想去要點任務,參與到他們的項目之中。根據我們的能力,當時有幾個事情可以做,一個是負離子源; 第二個是我們學校精密機械係已經成立了,可以參加做精密 磁場測量係統;第三個是做高頻腔內的磁性材料,即鐵氧體 磁性材料。這個材料要求功率密度很高,當時世界上隻有荷 蘭一家能生產,而荷蘭對我國是禁止出口的。這三個事情拿 下來後,離子源的事情由我們來做,但是要我們先寫調研報 告,為此以我為主開展調研,其他兩項任務,也都已啟動。 為了寫好離子源調研報告,我們組織了好幾個人,調研了差 不多半年功夫,各種技術設計都寫得很詳細,設計方案、理 論計算、經濟預算等都做了,形成高質量的調研報告。我帶著很厚很詳細的調研報告到北京高能所,就住在玉泉路等著 回話,住了一個禮拜,問他們,說等一天吧,到了第二個禮 拜,再次找他們,朱孚泉說我們的調研報告寫的挺好,但他們自己做這個項目,不要我們做了。我很生氣,但沒辦法, 這個事情讓我心情很不舒服。

丁:就沒有商量餘地了嗎?他們那麽大的一個項目,總 可以分一點事情來做呀。

裴:大概 1975 年底的時候,具體時間我記不起來了, 錢三強先生來合肥,當時我就找他,講了這個事,本來是想 他能支持一下,讓高能所把負離子源的事情給我們來做。他 聽了我的匯報後說:“誰要你們抱人家大腿的?我們抱大腿 的虧吃的還少嗎?過去我們抱蘇聯的大腿,他踢你一腳,爬 都爬不起來!你們要立足自己來幹這個事情。”,錢先生的談話對我啟發很大。那時候教研室主任是何多慧,但因為他是係副主任兼的,所以很多具體的事情都是我來操辦,我為專業發展,差不多一年有半年都在外麵跑項目和弄錢,但一 直沒什麽結果,回來就想怎麽辦,我們教研室老師一起重新調研,想路子。通過查找國內國外大量文獻,結合調研決定做同步輻射加速器,這是整個教研室的共識,當然也與科學院數理化局給了一些信息有關。

三、預研製的成功與影響 

丁:下麵我們想請您談談我校同步輻射加速器預研製過程。

裴:預研製主要有兩個內容,一個是加速器的整體設計, 即物理設計;第二是關鍵部件的研製。同步輻射加速器項目 定下來之後,根據分工每個人在各自所管的部門,經過調研 和學習,再來給大家做報告,同時出國考察學習,聘請國外 專家。首先是要把方案和大方向定下來,看看怎麽做。預研 製的關鍵部分,一是 30MeV 電子直線加速器,這是一個完整 的加速器,不是一個部件;二是彎轉磁鐵;三是四極磁鐵; 四是五、六米長一段的超高真空係統。確定下來的是這四項 研究,但相關的我們還做了一些東西,如衝擊磁鐵,當時是 由我指導王相綦做的研究生論文,不是院裏給的要驗收的項 目,也做好了。我們教研室就二十幾個人,到 1981 年也就 四十幾個人,並不是很多。1981 年完成了物理設計和預研項 目,當年 10 月份召開物理設計和預製研究審定會,與會專 家給予很高評價,為加速器界平了反。相比“七五三工程”、 “八七工程”,花了九千萬沒看到什麽東西,我們隻花了三 百多萬,一個直線加速器建成了,出束了,彎鐵做好了,四 極鐵也做好了,超高真空係統也做好了,這些都是國內第一 次達到的高水平的成果,合在一起獲得中科院重大科技成果 一等獎。這一步的成功,讓我們心裏有底了。我記得楊振寧 1981 年到我們實驗室訪問,參觀了我們的研究成果後,講了 句很值得回味的話:“你們在這裏做出了這麽好的成果,是不是遠離政治中心的緣故?”高能所的人也講:“你們一個人頂三個人!”的的確確,加速器小樓裏,自從上班開始到晚上十二點沒有關過燈,通宵達旦!

丁:我們一個直線加速器做了多久? 

裴:從 1978 年買機床,到 1981 年就建成了。我們出束那一天正好是中國女排拿冠軍同一天。當時沒經驗,真空老不行,我們就去樓下看排球賽,女排得了冠軍,大家很高興, 上去再調就調好了,太陽出來了(束流打在熒光靶上很亮)! 後麵做加速管就是重複和改進工作,進一步提高性能。 

圖2 預研製階段,張文裕、何澤慧兩位院士參觀30MeV電子加速器

丁:在建直線加速器中有哪些事是主要的呢?

裴:直線加速器有幾個關鍵的部件,一是電子槍。電子 槍雖然我也管,但主要是張柏雄他們做,後期是王貴誠。這 個電子槍很重要,用了雷達上的一個調製器,它能產生 8 萬 伏的脈衝高壓。二是加速管。三是一個很大的功率源,這個 調製器也是很難做的。還有就是真空係統,10-6、10-7乇(Torr, 真空壓強單位)就夠了,不要 10-10乇。最頭疼的是數據測量, 根本就看不見信號,幹擾非常大,關於這個問題,1985 年我 到日本去才搞明白怎麽回事。做預研意義很大,沒把握不能 一下子上大工程,我們是 1:1 做的,做成了就能用。 

丁:那其他幾個組呢?包括二極磁鐵,四極磁鐵。

裴:當時我們分工但不分家。比如二極鐵,當時怎麽做 呢?鑄造。因為儲存環需要恒定磁場,鑄造是最容易的,我 是不大讚成這樣做,認為應該做疊片式的,但按照分工這事 屬於張武的,我們尊重他的意見,采取鑄造方式,最後測試 結果還不錯。四極鐵也是這樣,它的極麵加工要求很嚴,當 時我們計算機水平還不行,所以基本形狀是仿造國外。儲存 環上的光電解析現象很嚴重,同步光打在真空室壁上之後出 來的電子會帶幾個氣體分子出來,這是光致解析現象,必須 要超高真空係統。超高真空係統是我分管的,我還兼任過組 長,在接任以後第一步就是設計整個真空係統,從電子槍開 始一直到儲存環,所以我先看文獻,看了一兩個月,就開始 算,到了 5 月份我就完成了物理設計。李貴和老師一直負責 預研項目,而物理設計報告是我做的,包括分布泵的公式也 是我推導的,後來我發現歐洲的 ESRF 的設計報告中有關分 布泵排氣的公式與我推導的一樣,很是欣慰。

丁:是不是我們預研的成功在很大程度上保證了最後 建設的成功?

裴:是的。對於我們來說,信心充足,關鍵技術我們都 有了,其他都是量的問題,而且很多技術不是我們 copy 人家。 1981 年下半年一些外國專家來訪問,其中就有威斯康辛搞真 空的專家,他們沒做預研,最後出問題了,花了很長時間才 解決,他看了後說:你們能做成我們也就放心了。

由於錢不夠,我們做了脈衝切割磁鐵,放在儲存環真空 室外頭,前麵必須用窗隔開,這樣電子穿進去時因為能量低, 大部分電子散角加大致使儲存環不能捕獲而丟掉,累計幾百 毫安就很困難了,這怎麽辦呢?當時我有一個想法,把矽鋼 片上的漆去掉,用陶瓷代替,沒想到這麽一做,有一個奇異 的發現:噴塗的 Al2O3 粉烘烤後竟然不放氣反而吸氣,這個 測量是請等離子體所給我們測的。這樣做出來的真空室可以 直接放到儲存環中去,是世界首創。這已是 1983 年的事, 1989 年我在國際真空會議上報告這個事情,他們問是怎麽做 的,我說是工廠做的,你一說是企業做的,他們就不問了, 如果你要說是在實驗室做的,他們就會問到底,因為實驗室做的不保密。

高能所安裝加速器是從總參等單位請的人來做,花了好幾百萬,我們安裝完一算才 2 萬塊錢,主要是所有東西除了和兄弟單位合作外,有些是我們自己做的。當時機床做的最 好的在山東濟南,我們一下子就買了四台,買了以後就培養 工人,這不但省錢,還為現在生產加工加速管奠定了基礎。

丁:預研製的成功,在國內外引起了怎樣的反響?

裴:當時建成之後影響很大,中國各大報紙都報道了, 美國《世界日報》、《華僑日報》等很多媒體也報道了,特 別是美國的《世界日報》報道以後,引起台灣當局的重視, 他們也決心建加速器。

圖3 1962年,張武在向學生講解加速器原理

(左起為裴元吉、江澤剛、高林珍、劉鳳翹、秦鶴新、徐榮輝)

丁:他們是在那個報道以後才開始(準備建加速器)的?

裴:對,就是 1981 年。你要查他們的報紙就會知道, 可能是 1981 年 1 月份左右。錢臨照先生很關心我們的事, 當時他和台灣的行政院院長李國鼎是劍橋同學,關係很好, 有書信往來,錢先生就是從他那兒得知台灣也要搞同步發射裝置。

丁:我看過一封楊振寧先生給錢先生的信,說台灣的報 紙登出他們準備建同步輻射加速器了。

裴:這個事情引起了國家的注意,據說同步輻射加速器 建設牽涉到兩種製度的優越性問題。雖然我有不同的看法, 但我告訴關心我們的人,我們的同步輻射加速器肯定比台灣 先建成,依據是台灣缺少核技術人才。1979 年我們在國外碰 到一聊,他們根本沒有原子核物理專業和原子核技術專業, 因為蔣經國當政時期不允許發展這方麵的科技,也就沒培養這方麵人才。即使他們能把人才集中起來搞加速器,跟我們 已花了三年預研製相比,要比我們幹得快是不可能的事情。 後來有人硬扯到高能所跟他們(台灣)競爭,其實他們二者是不同的,高能所做的是高能物理,台灣跟我們都是同步輻 射。

丁:我覺得就是台灣跟我們競爭,高能所又跟台灣競爭。

裴:對。但高能物理受中央領導、李政道等大科學家的重視。不過楊振寧先生對同步輻射一直關心支持,他的學生陳曉東學的是粒子物理,畢業以後楊振寧卻建議他搞同步輻 射應用。

四、 選址與布局 

丁:我們加速器建設的選址經過了一個什麽過程? 

裴:1982 年 5 月中科院在合肥召開了“電子同步輻射實 驗室計劃任務書審定會”,其中包括審核地質、土壤等各個 方麵的條件,並討論了選址問題。合肥市有自己的想法,希 望利用國家項目支持地方建設,計劃在大蜀山周邊為我們提 供 1800 畝土地,外加一個蘋果園,土地價格很便宜。我們 考慮到那地方交通不方便,晚一點就沒有交通工具可以回家, 加班加點根本不可能,綜合考慮各種因素,我們就沒有同意, 但是合肥規劃院還是要規劃到那地方去,為此我們找到嚴老, 當時校長是嚴老,他曆來都非常關心這個項目,每次來都要 看看,聽取項目進展匯報。我們就跟嚴老說這個選址是個大 問題,他說:“好辦啊,你們想建在哪個地方?”我們就說 科大西校區菜地和藕塘的那片區域,他就親自去找規劃局, 嚴老說:“我們那個加速器選址問題,跟你探討探討。”他 們說:“嚴老,您說放哪就放哪。”說了這話就定了,這對 我們推動工程進展是非常重要的。 

圖 4 1984 年 11 月 20 日,國家同步輻射實驗室奠基典禮 胡啟立、嚴濟慈首先為工程開工挖土

丁:關於新校址的確定,是不是也是嚴老起了關鍵作用?

裴:那不是。加速器選址和新校區選址不一樣,新校區選址是在劉達當書記期間提的,當時叫東島,不是現在科學院合肥分院所在的島。因為我當時跟島上合作關係比較好, 劉達就問我,把學校搬到那邊去有什麽問題,我說這地方不 錯,環境也很好,隻是有些人不願意去,一是孩子上學問題, 二是生活不方便,三是交通不便捷,進城比較難,劉達說: 這三個問題算什麽問題?共產黨的幹部連這三個問題都解 決不了你還當什麽幹部?到後來,1974 年“批林批孔”把他 批走了,就沒提這個事了,再後來設立科學城的時候又提起來這個事,進展情況就不太清楚了,但是我們加速器建設跟新校區建設不是一碼事。

丁:加速器建設與學校建設應該有關係啊,加速器必須建在學校裏麵啊。

裴:你建在哪個地方都是屬於學校的。合肥計劃在靠近大蜀山給 1800 畝地,不在島上,地方的確不錯,範圍很大, 在那建設要搞“三通一平”,電必須從淮南拉,這“三通一 平”沒 2000 萬是不行的,科學院隻給我們 4500 萬,那哪行 呢?當時我們沒同意就是這個道理,假如給我們錢,我們也 許會同意。現在是東邊那地方,跟果園挨著,當時果園歸我們管。

丁:現在 NSRL 的建設布局當初是如何確定的?方案是由誰提出來的?

裴:關於加速器的布局,我們是共同討論決定的。國家 規定,離馬路中心 50 米不能建加速器。我們要為二期工程 留下地方,不是指現在的二期工程,是要為建更大的裝置留 下空間,為此靠西南角進行布局。擺直線加速器的地方當時 就是一個藕塘,施工、地基和防水都是要考慮的問題,方案 要定下來。當時殷壽根已經到我們這來了,他認為坑道裏的 建設要采取山洞裏麵的雙套結構建築方式,這樣的結構放在 藕塘的位置問題不大,否則就要把直線加速器再往南挪,環往北挪,往南是高地,開挖很深,是很大的一個問題。根據當時的地形、地質條件和經費預算,考慮將來的發展,就這麽把方案定下來了,不能說是誰一個人的意見。

丁:當時我們有沒有參照 BESSY 這樣的實驗室?

裴:儲存環的注入器不一樣,他們是 booster,我們是直 線加速器,布局沒有參照國外的意見。路易斯安娜 CAMD 那個裝置,它是200MeV 加一個環,跟我們差不多,但它建的比我們晚,其它的沒看到跟我們一樣的,主要是根據我們自身特點來定的。

五、工程建設與調試出光 

丁:下麵我們想請您談談加速器的實際建設過程。1984 年,您任直線加速器的技術總負責,在這一部分建造過程中 突破的主要技術難關有那些?

裴:在預研製時,我們已經做了 30MeV 的直線加速器, 表麵上看是量的問題,實際上,在束流參數性能、功率匹配、 頻率、相位穩定等方麵還有很多問題,跟我們原來做預研製 不一樣。預研製純粹是為了解決關鍵技術、製造技術,第一 個問題是直線加速器預聚束段,這是最難設計的一段,僅物 理計算我們就花了一番功夫;第二個問題是加速器儲存環的 同步問題。從聚束段開始,30 米的預注入器最難做,這個做 好了,後麵就好辦了;第三個問題是要調節水溫把頻率調好。 做一個加速段容易,但九根加速管的諧振頻率都要一致,這 就不容易,對我們也是個考驗。我們在設計過程中集思廣益, 每個設計部門都要提交報告,安裝前又進行檢測,在大家的 齊心協力下,最後成功了。

圖5 1990年, 一期工程副經理、總工程師何多慧(中),副總工程師 姚誌遠(左一)、裴元吉(左二)、金玉明(右二)和張武(右一)共同商討 解決技術難題

丁:保證我們加速器建設成功的若幹關鍵環節中,您印象最深的是什麽?

裴:我們計劃是在 1989 年建成,但因國家調整有所推遲。1986 年底,1987 年初,聽說院裏有這樣一個決定:我們直線加速器如果 1987 年底調不出束來,工程就要下馬。在 1987 年過完春節後,大約在 2 月 23 日,包校長就召開了一 個“三總一辦”會,總經理、總經濟師、總工藝師,還有一 個辦公室主任參加,會上傳達了院裏的決定,大家群情激昂, 下決心要克服困難,說無論如何要把加速器建成。因為當時 我是分管直線加速器的,所有的老總都問我:“你要表態, 直線加速器能不能建成?” 2 月份到年底也就 10 個月的時間了,我感到問題很嚴重,關係到實驗室的存亡問題,我說 我正在算到底有多大工作量,根據工作量計算,安裝加速器需要一年左右,調試加速器要三個月,到 1988 年的 6 月份 左右才能調試出束,大家說不行,無論如何年底要出束,我 說,要出束,三個條件能滿足就有解:第一個是加班加點。 加班 1 小時 9 毛錢,匡算下來,需要三五萬就夠;第二個是 安裝隊伍必須統一指揮,包括後勤在內,由何多慧或我掛帥。 減少審批手續,我批後直接采購,歸總報帳。另外,為省時間飯要送到現場;第三,我提議的幾個隊伍,要專門成立起來,實行統一管理。3 月份隊伍就成立了,加班費為 1 小時 6 毛錢,確定我為總負責人。

高能所的加速器安裝快一年了,我特派盧盛寬帶領工程 師還有技術工人到高能所學習,重點學習安裝過程中的經驗 和教訓。回來後,有的師傅對我說:人家說至少要一年,半 年裝完是不可能的!我說:隻要我們認真幹,按照我們的部 署來做就有可能。我們開始訓練工人,製定嚴格的安裝程序 和驗收程序,不達到要求決不允許上總機安裝,就這樣拆了 卸、卸了裝,訓練工人訓練了好幾個月。我在日本買了個力拒扳手,按照這個量度,安裝一個成功一個,時間可大大縮 短。我們每天檢查進度,這個星期進度沒完成的,星期天加班完成。大家很辛苦,每天晚上加班搞到夜裏一點。由於交通環境不好,城市道路設施不完善,導致運加速管非常費勁, 怕把加速管搞壞了,就用汽車輪胎墊上,而且是夜深人靜時 運,怕別人碰著。經過大家的共同努力,10 月 20 日安裝完 畢,總共 160 天,比我計劃的時間提前了 10 天,11 月 1 號 開始調試,11 月 9 號束流全部達到要求。到這時候,可以說直線加速器全麵建成,項目算是保住了。 

丁:加速器安裝好之後,調試、出光的過程順利嗎?

裴:最後的調試出光,已沒有太大的壓力了。盡管國家 推遲到 1991 年驗收,但我們的事情一定要在 1989 年完成, 所以大家還是齊心協力來做。我們 24 小時調機,金玉明一 個班,我一個班,姚誌元一個班,還有張武一個班,老何是 總指揮,四班一天三班倒來回連續地調,第一次還不錯,隻 花 23 小時就調出來了!第二年為紀念出光一周年,為表達我的心情,我畫了幅畫,是仿鄭板橋的,寫了四句話,“裝扮河山爭鬱蔥,紮根薄壤亂岩中。千磨萬難拔地出,任爾東 西南北風。” 裝扮河山爭鬱蔥,是指我們爭著為國家建設 做點貢獻;紮根薄壤亂岩中,這句話有兩層含義:第一,我 們科大在安徽的條件很差;第二,領導支持的錢也太少了; 千磨萬難拔地出,是指大家千辛萬苦、頑強奮鬥、克服困難, 使我國第一台同步輻射加速器問世了;任爾東西南北風,你愛說什麽說什麽。寫這幾句話出出氣,實際上反映了我們的真實情況,很磨難,也很鍛煉人。

圖6 1989年,裴元吉(左)與一期工程經理包忠謀在設備安裝現場

丁:你們調試出光用時如此之短,當時引起轟動了吧? 

裴:1989 年 5 月,在我們實驗室召開國際會議,威斯康辛大學 SRC 的主要負責人埃德諾(Ed Rowe)在會上說:“各 位同仁,你們知不知道這個裝置隻花了 48 小時就調好了?” 坐在前麵的威尼克(Herman Winick)說:“不是,是 24 小 時!”為什麽呢?因為埃德諾自己調他們的裝置,用了三、 四年,1983 年的時候還請世界各地的專家去會診,當時何老師代表我們實驗室去參加的,會診的結果是設計沒問題的, 當然有些真空係統還有其他方麵需要改進,政府追加一千萬 美元做改進,到 1986 年初才調好,這也間接導致埃德諾從主任降為副主任。有這段經曆,所以他才很感慨地說了這番話。

 設計的技術指標是 100~300mA,通過努力,到 1989 年底達到 100mA,也就是說我們設計的最低指標已經完成, 1990 年達到了 300mA,非常成功。技術指標在世界上屬先進行列,實現這個技術指標僅僅花費 6240 萬,這個數據到各個國家一講他們都記住了,比如 1994 年我到日本去訪問, 日本的 CHIKAWA 光子工廠的主要負責人,在退休以後,想給 私人公司建一個同步輻射光源,他找到我說:“想請你出馬, 給 5000 萬美元來做”。我說做不起來,我們做純粹為國家做奉獻,給你們做我要賺一點錢。他說:“你開價是多少?” 我說 8000 萬美元,他說俄羅斯 5000 萬美元就可以做。我說: “那你去找他做”。我們是世界上花錢最少的,台灣是 1.3 億美元,我們是 6240 萬人民幣。我們是 1989 年出光,1991 年國家驗收通過,台灣他們是 1993 年建成出光的。 

 

《科大瞬間》文學城編輯部
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評論
科大瞬間 回複 悄悄話 回複 'goofegg2023' 的評論 :
謝謝分享!
goofegg2023 回複 悄悄話 https://mp.weixin.qq.com/s/5PZNa7R0CT9f8CokHxf4jA

他的和這個實驗室有關的一組詩源鏈接。

https://goofegg.github.io/%E5%8D%A1%E8%A5%BF%E8%8E%AB%E5%A4%9A%E7%9A%84%E8%AF%97%E6%96%87%E9%9B%862022-2024.pdf

他那個詩集收集在我的博客上。
goofegg2023 回複 悄悄話 看到這篇文章,想起科大的一個詩友,他就是在這個實驗室工作,他的詩我還轉貼過,他的詩集還應他的允許收在我的博客上,發個鏈接給你:
https://goofegg.github.io/content.html?id=534
https://goofegg.github.io/content.html?id=485

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