6.11 國家同步輻射實驗室的創建與發展

【科大瞬間】特刊
《我們心中的科大》--建校60周年慶

國家同步輻射實驗室的創建與發展
─劉祖平教授訪談錄
丁兆君、陳家新、關行邈

背景介紹

中國科學技術大學國家同步輻射實驗室（NSRL）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 （另外兩者為北京正負電子對撞機國家實驗室與蘭州重離子加速 器國家實驗室）。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、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 NSRL 創建與發展中的重要參與者與親曆者的訪 談。本文是根據訪談整理出的係列文章之一。

劉祖平，湖北武漢人，1945 年生於上海市。1967 年畢業於 中國科技大學近代物理係，之後在吉林省梨樹縣農機修造廠工作， 1977 年調回中國科技大學，工作至今。曆任同步輻射實驗室加 速器物理組組長、加速器部副部長、部長，二期工程指揮部經理 兼總工程師，國家同步輻射實驗室副主任，中國粒子加速器學會 秘書長、常務理事，中國物理學會同步輻射專業委員會委員、光 源物理學科組組長，安徽省政府參事等職。

自合肥同步輻射光源（HLS）於 1978 年籌建以來，劉祖平一 直從事加速器物理的研究與教學工作，在我國第一台專用同步輻 射加速器的設計、製造、安裝、調試、運行及改進等階段皆有所 貢獻。曾應邀到美國斯坦福大學（四年）和德國 BESSY 研究所（半 年）從事客座研究，在加速器粒子動力學研究中有一定的創見。 從 1996 年到 2004 年，作為工程項目經理兼總工程師，負責建設 國家發改委投資興建的國家同步輻射實驗室二期工程（該工程是 中國科學院自“九五”以來建成的第一個國家大科學工程）。 1996 年被評為中科院優秀碩士生導師，1997 年被評為中科院有 突出貢獻中青年專家。

本文是在對劉祖平教授進行 2 次訪談的基礎上整理而成的。
 

一. 從反應堆到加速器

問：劉老師您好，您在我校同步輻射加速器的設計、建 造、運行及調試中做出了很大的貢獻，特別是您領導了二期 工程的建設。我們想請您談一談我校加速器的建設和發展曆 程，尤其是您所參與的工作及其成就。首先，我們想請您談 談在參加這個工作之前您的學習和工作。

答：我是 1962 年進中國科技大學讀書的，學業因“文 革”而中斷，到 1968 年分配。在畢業前兩三年的時間裏， 何多慧老師就是我們年級的指導員。後來參加同步輻射加速 器建設的人才未必都是加速器專業培養的，我就不是加速器 專業的，雖然也是在近代物理係，但我是反應堆工程專業的， 跟何老師一個專業。他是 1959 級的，1964 年畢業。他們把 反應堆課程都學完了，我們隻上了三年基礎課，然後先去搞 一年“四清”，再之後就“文革”了。比我們低一年級的， 也就是 1963 級的，跟我們學的課一樣。他們沒參加“四清”， 然後碰上“文革”是一樣的。我們三年級時考過試了，他們 沒考試，都是隻學了基礎課。但是我覺得這沒有關係。在學 校的時候想把某一個專業的知識完全學好是根本不可能的， 需要的是把基礎打紮實，掌握學習的方法，然後幹什麽就學 什麽。我們在開始做（加速器）的時候，相當一部分骨幹都 類似我這種情況，隻學過基礎課，沒有學過加速器。但是物 理我們學過，數學我們學過。做加速器時我們就現學，一邊 學一邊做。

問：我校加速器專業對同步輻射加速器建設在多大程度 上作了貢獻，有多少人是加速器專業培養出來的？

答：應該說很少。裴元吉老師，王萍，他們是。像我這 樣的，其實跟加速器專業的也沒有什麽分別，我們學三年基 礎課，加速器專業也學三年基礎課，都一樣多，我們就跟萬 金油似的。而且當初很古怪的一件事是：我們前兩年學的完 全一樣，第三年學專業基礎課時，我們反應堆專業的，沒學 反應堆的專門課程，卻把理論力學、核物理之類的課程學完 了；而真正核物理專業的，沒學核物理，而是把其他作為基 礎的先學完了，因為他們要多留一點時間好好的學專業課。 所以那時候我們反應堆專業的，電工學、電子學、機械設計 這些課程都學了。準備最後兩年好好做真正跟反應堆有關的 東西。結果反而沒學。但隻要學了的課程，都是有益的。學 校的加速器專業與後來的加速器建設當然有關係。後來有一 個加速器教研室，負責人可能是裴元吉老師。何多慧老師那 時候是係副主任。教研室多少有一點實驗設備，那攤由張武 老師分管。金玉明老師是做加速器物理的，他可能在大學時 學的就是加速器專業。也就是以他們幾個為主幹爭取到這個 （同步輻射加速器建設）項目的。當時也從外麵找來了一些 老師，包括清華的趙根深，可能是加速器專業的。加速器有 其本身的特點，需要各行各業的專業知識。比如說搞電源的 需要懂強電，搞控製的應該懂計算機，不是說這些人必須學 了加速器專業兼學計算機，而是由許多專業的人才共同完成， 當然參加的人最好都有比較好的物理知識。

問：自從您 1968 年分配工作，一直到 1977 年底才又回 到科大，您這段時間在吉林做什麽工作？對後來的加速器建 設有沒有什麽幫助？

答：有很大幫助！我 1968 年畢業分配到吉林省梨樹縣 農機修造廠，這個廠主要生產拖拉機上的汽缸蓋。先到加工 車間做了一階段，後來由於“文化大革命”中的言論，我被 認為政治上有問題，受過若幹次的批判。大概在 1972 年左 右落實政策，然後每個車間都要配技術員，鑄造車間也需要， 我這政治條件不太好的人到條件比較艱苦的鑄造車間去比 較合適，於是就到了鑄造車間，以後回到加工車間，最後到 技術股。這段經曆非常好，我和車間的工人在一起，向他們 學習。後來我離開那裏的時候，就對機械加工有了認識，特 別是對鑄造，我有了第一手的認識。當說到一個東西的加工， 應該怎麽要求，怎麽實現，乃至圖紙應該怎麽標注，才能跟 工人有更好的交流，這點我比較清楚。另外我覺得還有一個 很重要的收獲，就是建立了我和第一線工人交流的基礎。不 管到什麽地方，我跟第一線的工人談話，談幾句話他就會說： 好，你懂這個事情，和別的有些大學來的不大一樣。

二. 加速器籌建時期的人才招募

問：在東北待了那麽久，科大籌備加速器建設時，您是 如何又回到科大工作的呢？當時是不是有很多您上下屆的 同學都回來了？

答：在東北時，很長時間裏，我一直希望能調出來，希 望做科學研究。當年念書的時候就有投身科學事業的願望， 一直不成功。等到“四人幫”被打倒以後，何多慧老師要我 的一個同學─姚誌元，他當時在科大工作，給我來信，說把 我調回來已沒什麽困難，問我還願不願意回科大工作。我很 高興，很快就聯係了。在這時候，關於同步輻射加速器的很 多籌備工作，包括怎麽列入全國科學大會的規劃，他們已經 做了，我並不知道，也不知道要回來幹什麽。實際上當時領 導調我回來就是希望我參加加速器這方麵的工作，當時我的 很多同學也都參加了。

就這樣，在 1977 年年底，12 月份，我就調回來了。本 校畢業生回來的並不是很多，在我前後回來的有史文龍，他 後來到德國去了。有些人是在此之前就已經回校，不管以前 是學實驗核物理的，還是理論物理的，搞加速器時都到我們 這裏來了。有的是原來已經回到學校了，在其它部門，後來 覺得做加速器比較合適，這邊覺得需要就把他要過來。例如 吳允燕，近代物理係 1963 級的，她有可能原來是加速器專 業的。當時在體育教研室，後來就到我們這裏來了。她在加 速器方麵做得很不錯。還有田寶瑛，是我們學校 1960 級理 論物理的，但他後來做的事情和理論物理沒有太大關係，他 是搞計算機的，後來做計算機控製。還有王德發，他是科大 1963 級實驗核物理專業的，他比我來得早，應該是沒等“文 革”結束就回來了。

那時候學校辦了個“回爐班”，這是劉達做的一件很突 出的事情。他把一些科大過去培養的學生調回來了，有些是 基礎課沒學完的，有些是基礎課學完沒學專業課的，包括 3 個年級，1963 級、1964 級和 1965 級。他們回來以後經過一 段時間的學習，走上教學科研崗位，很多人後來當了教授。 當時我們知道這情況，也曾經跟學校聯係。校方說：你是 1962 級的，不能采取“回爐”的辦法。你申請調動可以，隻要你 那邊放，我這邊就要。當年安徽省對這個事也比較支持的， 因為劉達資格很老，是老革命，省裏一般還是給他麵子的。 雖然我自己因其他原因沒調回來，但這時就回來了一批人， 包括我的同學姚誌元、王馥華、談慶勝那時候都調了回來。 雖然我們都是在回爐的時候回來的，但我本人不是回爐的， 算是調動。回爐的課他們也都去聽了，當時很多人都去聽。 姚誌元以前經常跟我說起統計物理聽吳杭生老師講的課，講 得非常好。所以到後來我總覺得自己的統計物理不行，因為 我沒聽過這門課。

問：當時從校外也招了一些人是嗎？

答：招來的人不少，大多不是科大畢業的。如清華的胡 勝生、李裕熊，都是那時進來的，都是為了做加速器。韋福 強也是。還有一個複旦大學的女生叫尹彥，也是為做加速器 而來的。那個時候講專業對口，允許學生為專業對口而調動， 所以很多學生就到處寫信聯係，我想他們可能向不止一個地 方寫了信。很多人都是自己主動來聯係的，科大看差不多可 以的就要。也有的是通過別的關係，比如這裏有他認識的人。 還有做真空的有一位叫龐瑤琪，我一時不記得她是哪個學校 畢業的。當時匯集了相當一部分人。實驗室早期的骨幹力量 大多是在我前後來到學校工作的，年齡也都相差不多。

當時有這麽一個突出的情況，就是有一大批 40 年代中 期出生的，差不多是“文革”開始後畢業的這一幫人，被分 配到全國各地，有的去過農場，有的像我去過工廠，勞動鍛 煉過。在這勞動鍛煉中積累了一些實際工作的經驗，包括和 人怎麽打交道。另一方麵積蓄了一份能量，很想對國家有所 作為，但那時候老覺得自己沒有機會。得到這個機會之後， 我們不僅奮力工作，不講條件，而且這群人之間互相交流， 相互信任，這種氣氛後來在科研單位中很難再找得到。到現 在，雖然我們天各一方，很多在國外，但是我們的友誼始終 非常好。我們爭論科學問題，不會顧及彼此的麵子，談科學 我們就談科學，說友誼我們就說友誼。在加速器建造當中， 我們和別的一些單位相比，比如高能所原來是老牌科研單位， 老一點的人多一些，我們這一代人相對來說數量少，在各個 組裏的作用也沒這麽大。而我們（NSRL）那時幾乎每個方麵， 包括機械設計、準直、束流測量等等，每個方麵都有一個或 者兩三個這樣的人在負責這個事情。我們這些人那時非常願 意學習，非常願意討論。

三. 加速器物理設計

問：您剛回到學校時主要做哪些工作？

答：回來以後，領導就跟我說，要做加速器，希望我也 參加。我當時也沒有什麽別的可選，能有一個機會做些事情 就已經是好的不得了。至於做的是什麽，其實當時無所謂， 做什麽都可以。然後我就開始複習大學的功課，看加速器方 麵的一些東西。到 1978 年三、四月份的時候，科大開始籌 建加速器。我一開始就參加了這件事，參加了加速器物理組。 主要做物理計算，物理設計。包括其它各個係統之間的關係， 對每個係統有什麽要求，都要物理組來回答。最早物理組做 的工作是為直線加速器而做的，因為那時直線加速器需要物 理計算，第一件事情就是計算。我們做的第一個題目是加速 腔要什麽樣的機械尺寸才能夠保證那個頻率的電磁波能傳 過去，形成我們需要的場。包括它的頻率和加速場強，都需 要我們自己編程序來計算，再根據程序計算直線加速器中粒 子的縱向運動和橫向運動。這個工作做了相當長的一段時間， 然後再回過頭來做同步輻射光源的主體即儲存環。做儲存環 的所謂線性 Lattice 計算和其他計算，完成光源的物理設計。

問：在工廠工作那麽久，又回來做加速器工作，您是如 何很快地就進入角色的呢？

答：先看書，看文獻。我記得最早看一兩篇國外文獻， 我都要查詞典，一字一句地把它翻譯出來。那麽多年沒有看 外文了。我念書的時候外文學得也還可以，後來丟了，自己 都不相信以後還用得著。我當時是幾管齊下，一方麵複習學 過的數學和物理，還看微波方麵的書，因為微波的知識我本 來也很有限，隻是學過數學物理方程，大概的物理背景知道； 一方麵要看計算機編程序的書；另一方麵學習清華、南大的 一些同誌以前的工作，請他們給我們做介紹，結合我們自己 所在的這個地方所能得到的計算機，來編程序，然後計算直 線加速器所謂的橫向運動，縱向運動，算怎麽樣才能提供穩 定的功率，能達到直線加速器的要求。把這些都算出來以後， 很多做具體東西的指標才能提出來，知道該做成什麽樣。儲 存環上也一樣，也經過了相當的一個過程，考慮了很多方案， 最後選擇了現在這個方案。那時用計算機編程計算，大家都 是剛起步，其實沒什麽人就一定比我們熟悉很多。因為文革 以前學校基本上不教這個，文革以後剛開始有計算機。那時 計算機也相當落後，輸入用打孔的紙帶。用最早的語言，先 用 ALGOL，後來用 FORTRAN 編程序。我覺得我們很努力， 也得益於我校的數理基礎課的功底比較紮實，起步還是相當 快的。我都是自己編程序，我覺得當時編程序算是我的特長。 現在程序進步了很多，我也很久不編了，但當年 70 年代末 80 年代初乃至我到美國的那些年，我編程序的能力比那些美 國人絲毫不差。

問：物理組有哪些人？誰做出了最重要的貢獻？

答：金玉明老師是組長，有我，還有姚誌元、王馥華、 陳龍康、談慶勝、田寶瑛等。物理組成立以後，就不斷地有 人出國學習。最早出去的是姚誌元和王馥華，我出去比較晚 一些，是 1982 年。1981 年我們就完成了物理設計和預研製。 我一直強調物理組的組長是金玉明老師，初期很重要的人物 是姚誌元。姚誌元是加速器建設中我們這一代人裏貢獻比較 大的。他一開始在物理組，後來因為控製組搞不大好，有點 群龍無首，就把他調到控製組當頭去了。

問：預研製完成之後，您到斯坦福直線加速器中心（SLAC） 去了幾年，都做了些什麽工作？

答：我是 1982 年底出去的，主要還是做加速器物理計 算方麵的工作，1985 年上半年就回來了，但是出現了一個很 特殊的情況：我走了以後，他們想做一個項目，改造加速器 的一些工作，原來定了是請意大利的一個學者，已申請，而 且錢已經批準了。但那個學者因在意大利有事而未能去，後 來他們覺得我做這個事情還比較合適，我跟他們的合作也一 直不錯，所以這個研究所的負責人就不斷和我們聯係，特別 和我們包校長聯係，希望我再去，代替那個意大利人。當時 我們學校的（加速器）建設剛開始，我本意不想去的，後來 是管惟炎校長親自說：你還是去了好，這也是我們的光榮， 說不定將來還要和他們合作。所以我在 1985 年的 5 月份回 來，隻過了半年，還是在物理組，當然也會參加一些別的組 的討論，也參加了幾次那時候工程最高峰的會議：三總一辦 會。到 11 月份，我又出去了，這次去了以後待了一年半。 原來說是去一年，又延長半年，到 1987 年上半年才回來。 我在 SLAC 兩次加起來，一次兩年半，一次一年半，在那裏 差不多四年。

這段時間，我對科大的加速器建設還是提供了一些幫助 的。那時候他們不斷地會給我去信，有時候是主要的頭，有 時候是底下工作的人給我來信，問我一些很具體的，和工程 設計之類有關的問題。我就會去找美國人，問這誰懂，然後 就去找懂的人談，盡量地把它記住，寫下來，寫了相當多， 然後寄回來。那時候在家的人都知道：劉祖平每次寄回來的 信都很厚。這件事情對我後來做二期工程也有很大幫助，因 為這使我對物理（設計）以外的其他係統都有了一些了解。

還有一件事情是幫國內買東西。當時有一個情況，中國 要直接通過商務部門買儀器和電子學元件的話相當困難，很 多東西都禁運或者要等很長時間的審批，在美國買就繞過了 他們那邊的禁令。我在美國以個人的名義，從斯坦福打電話， 他們有時候就認為這些東西是給斯坦福的，我並不糾正他的 錯誤，但我也不主動說是斯坦福的，不說這個東西是要運到 中國去的。其實很多東西是無所謂的，隻是為了快。有時候 有人回國，把東西放包裏作為行李就帶回來了，這樣買了相 當多。有比較大一點的東西，比如頻譜儀，現在也不是什麽 很了不得的東西，但是當時在國內就買不到水平很高的。

問：您回來之後，主要做了什麽工作？

答：到我回來時，實驗室的土建已經完成了，直線加速 器也安裝得差不多了，其他主要的部件已經送出去加工或快 要回來了。我也就是盡可能的從物理組的角度做一些事情， 比如當時做了很多磁鐵，已經進行了測量，我通過計算確定 如何根據機器的特點，將磁鐵分組、配對，怎麽放這些磁鐵 比較好。1987 年直線加速器就出束流了，然後再到儲存環。 後來調機時，我們搞了四個班輪班，我是四個班的指揮之一， 還有姚誌元、王馥華，金玉明。那時我們經常討論。我編寫 了一些物理計算程序，特別在儲存環的慢加速方麵做了較多 的工作，本來這個慢加速是姚誌元的一些思想，他後來負責 控製去了，在他的領導下開發了這個硬件。他的硬件思想比 較清楚，但後來由於負責軟、硬件的同誌之間配合有些問題， 就把這個任務交給了我們物理組。物理思想我們是很清楚的， 硬件怎麽工作也很清楚，就需要把這個問題變成數學問題， 然後再變成一個最佳求解的問題，最後再用一個程序把它實 現。我接了這個任務，很快就做好了，慢加速就成功了。

四. 擔任二期工程的負責人

問：1996 年以後，您擔任了二期工程指揮部經理兼總工 程師，請您先談談為什麽要做二期工程？

答：一期工程的時候，我們一共建了 5 個線、站（光束 線及實驗站）。後來到“八五”期間，科學院又給錢支持建 了超導扭擺磁鐵（Wiggler），又多了一個站，到那個時候就 有了六個線、站。客觀地說，利用率不高是合肥光源的一個 嚴重的問題，這個問題是國家初期投資不足，後來又壓縮基 本建設，沒有後續投資造成的。本來可以建二十多個線、站， 機器一開，整個儲存環上都可以有同步輻射光。但當時隻有 6 個線、站在用，這個情況在全世界都是極少見的，就是所 謂的買得起馬配不起鞍。

我有一個說法：一個國家，因為窮或者科技落後而不建 光源，這很正常；可如果是建完了光源不充分利用，這事就 沒任何理由了。好像是馬興孝教授曾經這麽講：你家窮，買 不起冰箱不要緊，但你買了冰箱後裏麵隻放 5 條黃瓜，其它 什麽都不放，就沒有道理了。另一方麵，也由於經費和當時 國內工業技術水平有限等原因，加速器設備不夠完善，有些 係統的故障率逐漸升高，運行不太可靠。保證同步輻射加速 器的長期、可靠、穩定運行是二期工程的重要任務。

問：當初您並不是實驗室的負責人，為什麽做了二期工 程的負責人呢？

答：這牽涉到很久以前的一個爭論，到二期工程建設開 始的時候，有一個說法：工程的領導和實驗室的主任應該是 一個人，這樣好像才能夠作為一體，而我一直不以為然。在 國外，如果新建實驗室，工程的頭就是實驗室的頭，一般如 此；如果原來已經有實驗室，正在運行，又要建工程，工程 頭和實驗室頭一般不是一位，而且這工程的頭一般來講是加 速器背景的，實驗室的頭一般來講是有應用背景的。實驗室 的頭知道這個實驗室應該往哪個方向發展，而我這加速器的 事情是為你服務的，往哪個方向發展你提出來。你要叫我自 己提出來，我很容易傾向於我願意做的事，而不是有人需要 我做的事，這個事情是有毛病的。其實這個思想在一期工程 剛完的時候我們實驗室很多人都同意。在此以前，包校長（包 忠謀）無所謂。他也不是搞加速器的，也不是搞應用的，他 是校領導。後來把張新夷調來也是基於這個思想。國外很多 實驗室，做加速器的頭不是實驗室的頭，搞加速器建設最高 就做到實驗室副主任。兩個人如果互相支持互相配合，這個 事情沒有什麽不好，如果實驗室的頭很明白現在這個工程是 實驗室第一要務，做工程的人也很明白工程的所有一切都是 為了實驗室將來的應用發展服務，這個事就能夠做好。到後 來，張新夷走了以後，盛六四做了實驗室的常務副主任，我 們工程和他配合得很好，一點毛病也沒有。至於領導在有加 速器背景的人之中為什麽選擇我，我想主要是因為年齡因素 —我當時 50 歲剛出頭—和實驗室內外一些前輩學者的推薦。

問：那您和實驗室主任之間又是什麽關係呢？

答：我是實驗室的副主任，我要支持實驗室的工作。張 新夷當年是實驗室主任，工程的副經理，那麽他當然也應該 完全支持工程。我覺得這關係很清楚：工程的工作是實驗室 工作的一部分，實驗室又作為學校的一部分。但是工程本身 又有它的相對獨立性，這個相對獨立性就體現在工程上的事 情是由工程經理作決定。我們實驗室過去有個背景，當年一 期工程經理是包校長，何多慧老師是總工程師，大家都有個 概念，認為總工程師是技術上的第一負責人。如果我當經理， 而另委派一個人當總工程師，如果我和他意見不一致就會有 些麻煩。我做經理兼總工程師的意思就是：我既是工程的全 麵負責人，也是技術的第一負責人。實際上我的某些思維邏 輯和我在國外的經曆有關係，美國實行一種線性責任製，就 是任何事情都有人負責，而且都隻由一個人負責，責任到人。 赫爾曼·威尼克（美國斯坦福大學同步輻射實驗室副主任） 說過一句話：你全麵負責這個事情是什麽意思呢？就是你可 以作決定而不需要說明理由。你隻要保證所有的反對意見你 都聽見了，都權衡過了，最後再作決定，你就不需要再向別 人說明為什麽。鄧昌黎也說過：如果你做工程經理，在作決 定的時候，你要向某人說明理由，他說 ok 你才能做，那麽 工程的負責人就是他而不是你。

五. 二期工程的建設

問：請您談談二期工程的具體建設情況。

答：工程的頭緒很多，舉幾個例子吧。在工程中我常講 到“三大件”，指的是更新的高頻係統、注入係統和新建的 波蕩器。這三件事都影響全局，都采用了在國內首次用於加 速器的先進技術。二期工程做得最難的也是這三件事，所以 給我印象最深。當然工程是一個整體，不是說其他的事就不 重要，許多工作各有自己的難點和亮點。

第一件高頻係統改造的關鍵部件是高頻腔。我受到壓力 最大的就是高頻係統的改造。一期工程完成以後，其他方麵 運行也能跟別人相比，最不能讓人理解的一件事情就是我們 的高頻係統一直工作在大反射的狀態。就是高頻機輸送功率 的反射必須比較大，否則束流存不住，使得高頻機非常容易 壞。我們的故障率中，高頻機的部件損壞大概占將近三分之 一的時間，而且高頻機的故障往往不能很快就修好，東西也 非常貴。那段時間特地把高頻方麵的一些書拿來認真地學， 所有公式都從頭推，後來明白了毛病在哪裏。我們當年的高 頻腔為了強度好一點，是雙金屬的。裏麵是銅，為了導電性 能好；外麵是不鏽鋼，為的是強度高。把這兩層金屬粘接在 一起。如果機器始終是在一個狀態下工作，冷熱情況一樣， 也許是可以的。而我們是低能注入再升到高能，這個過程當 中功率的消耗不同，溫度有變化，這兩種東西的熱脹冷縮不 一樣，形變無法預料，就會產生一些不應有的古怪的事情。

問：您是怎麽認識到這個問題的呢？

答：我當年在美國 SLAC 時和一個人談起過我們要做高 頻腔，他回答了很多我們的具體技術問題以後，他說那種雙 金屬的腔全世界沒有一個人比他做的多，但是他以多年經驗 告訴我，最好不要做雙金屬的，能做純金屬就用純金屬。可 以算一算，如果全用銅做，抵抗形變的應力會多強。如果確 實抗不了，他建議考慮用鋁。鋁的導電性當然會比銅差一點， 但是也還可以。我回來之後，知道我們的頻率比較低，腔比 較大，如果隻用銅做成圓柱體的腔而不用不鏽鋼，它的強度 不夠。在大氣壓下，上下兩個底麵會向內凹。但是雙金屬腔 就帶來了前麵說的問題，我們分析，這個腔因自身缺陷與溫 度變化發生的不規則形變和諧振頻率漂移是以前不得不采 用大反射工作方式的根本原因。這次要重做高頻腔，我就想 到仿照國外的辦法，把它做成類似球形的，抗壓力最好，不 會有古怪的形變。正好高能所一些同誌也有這樣的看法，我 就請他們給做了腔的物理設計計算。當然後來機械加工等我 們都和廠家不斷討論，我們的人也做了好多事情。

後來做的過程中也出現了一些問題，最主要的一個問題 是因為熱脹冷縮的關係。我們委托航天部 703 所的人加工。 他們采用與航天發動機冷卻方式類似的航天技術，在高頻腔 的壁裏頭做出冷卻水道來，先在銅壁上刻出很多槽，裏麵放 上蠟，然後再弄上金屬的鎳粉，通過電解讓銅長在上麵，他 們說就跟原來的金屬生成的一樣，等長到一定的厚度，一加 熱蠟就化了，就形成了能通水冷卻的水道。原先的高頻腔裏 麵是銅的，外麵是不鏽鋼的，外麵再用銅管焊在上麵，管裏 通水，銅管跟裏麵銅壁之間隔了一層不鏽鋼，冷卻效果很差。 現在用全銅腔，水道做在壁的裏麵，當然很好，冷卻效果好 得多，銅的溫度也均勻多了。但是後來發現，長上去的銅比 較疏鬆，和原來致密的銅的熱脹冷縮係數不一樣。我們在高 頻腔上還要加一些部件，需要釺焊，要把腔體放到 800 多度 的爐子裏去，這時兩層銅的膨脹程度不同，後弄上的這層就 鼓起來，有些地方就裂開了。本來這個事情很簡單，不必用 這個電解長銅的辦法，刻了槽以後利用釺焊在槽上麵焊銅板， 效果是一樣的。但出了問題，就要返工，這個事情拖了很長 時間。搞航天的人覺得他們應該想到這個問題的，所以不要 我們多加錢，負責把它修好，後來做好了。外形是用手工修 整的，還很好看。

後來還有過一些波折，終於做好了。我記得很清楚，伊 拉克戰爭爆發的那一天，2003 年 3 月 20 號，我們從北京起 運。回來後，抽真空、初步調試，這當中許多環節有可能出 毛病，一旦焊縫有漏，那是很可怕的事，但我們一關一關都 過來了。然後是安裝到儲存環上，2003 年的 5 月份，順利地 裝上了。再加功率調試，和控製係統聯調，搞了很長時間。 等到把腔的低電平電路控製係統等等問題都解決了以後，很 快就實現了小反射，高頻係統過去的問題就解決了。現在高 頻係統一直在小反射的正常狀態下工作，環裏儲存的流強比 過去高，高頻機的負載反而比過去輕，造成器件損壞的那種 惡劣故障再也沒有出現過。

問：您剛才講的是高頻腔，“三大件”裏還有注入係統 和波蕩器呢？

答：注入係統是整體改造，其中我們遇到困難的主要是 異形陶瓷段，它不是圓形而是扁形的，截麵看起來像個跑道， 大概 200 多 mm 長。陶瓷段要和金屬焊接，裏麵還要鍍一層 金屬膜。這個器件最早是在南京電子管廠做的，看起來很不 錯，但後來一焊接就會炸裂，顯然他的應力問題沒有解決好。 我去找他們，那個技術員很固執，他老覺得應該把它加強。 其實應力的問題應該是讓應力能夠釋放，而不是加強。加強 隻會把問題推後，甚至在常溫下工作都會炸裂，那更不得了。

然後我就找別人。我們這兒的蔣道滿曾經負責做了光束 線上的陶瓷段，是在湖北孝感的 4404 廠做的，是一個做雷 達的軍工廠，他們有一個陶瓷分廠。有兩位大學畢業不久的 年輕人在負責陶瓷分廠的工作，好像挺好，我就去談了談， 感覺行，就把這個項目移到這邊來了。我覺得他談的思路跟 我一樣：解決問題的方向是把受熱形成的應力釋放，要把接 頭的合金做成能夠容錯的機構，做成一個小弧形才能解決掉。 這個問題解決後，把焊好的陶瓷段拿回來裝到環裏，但又發 現注入效果和預期不同，經過測量和分析，發現主要是因為 內部鍍的那層膜不均勻，特別是偏厚造成的。然後跟他們講， 他們又想了很多辦法，做實驗。最後定下方案已經是 2003年 的春節附近了。我們希望他們假期加班，合同規定，提前 完成就給獎勵，要拖後的話就要罰。最後他們按時趕做出來， 再裝到環上去，注入係統的工作就正常了。

問：還有波蕩器呢？

答：波蕩器的架子是不鏽鋼或鋁，它本身必須沒有磁性， 然後放永久磁鐵，形成我們需要的周期性磁場。永磁體基本 上都是稀土材料做成的。我一直有這麽個看法：中國是稀土 材料大國，有很多人研究，至於怎麽裝上去得到波蕩器的良 好性能，這是物理學家通過測量、通過程序模擬能夠做的事 情。如果我們從國外買波蕩器，它的價格會是我們的三倍以 上，它的稀土材料可能還是從中國來的，他賺的錢就賺在他 的技術上。所以應該盡量在國內製造波蕩器，讓國內廠家的 技術能力得到提高。

我們做這個是兩百萬。國內也有若幹廠家，我們找的是 上海的一個廠家。當時北京也來了一個，跟我談了以後，我 感到他們基本上是二道販子，拿我們的項目再包給其他廠家， 但最後要是出了問題不知道他們怎麽解決。他要的是一個很 便宜的價錢，是上海的一半多一點，他隻要 120 萬。上海這 家背靠電機廠，用上海電機廠的技術。特別有一點是他們曾 經給高能所做過一個永磁體插入元件，有經驗。永磁體形成 磁場，假如一下子弄不好，一個磁塊翻身，它受到很強的斥 力，就會像炮彈一樣打出去，打到人會致命的！他們有過這 樣的經驗教訓。我在東北的時候，曾經在工廠待過，大概聽 得出來他說得對不對路。我挺相信上海這家的生產能力。我 們做物理設計，機械設計是與他們共同討論的。

製造過程也有過一些小的波折，都順利解決了。關鍵是 我們搞物理的同誌，精心地反複測量、調整，最終使波蕩器 磁場的總體性能非常好，完全不遜於國外的產品。還值得提 的一件事是回來安裝，我們的儲存環大廳裏有一個吊車，上 麵大字寫著“載重五噸”，而波蕩器最重的一件差不多七噸， 那怎麽辦？我們通過那個廠家，找到一個上海電機廠的“起 重大王”。他在上海市小有名氣，經常去幫人家解決困難， 姓張的技師，非常實幹。他首先到現場看，包括爬上吊車去 看，儲存環的真空室已經在那了，上麵還有電纜架，吊車不 但要吊著七噸重的東西走，還要讓它兩次翻身，繞過電纜架 和真空室，把真空室卡到裏頭。他說做這個事情唯一不放心 的是我們的電葫蘆（用輪軸與動滑輪組合而成的省力起重機 械），他要回去拿自己的十噸手動葫蘆來，再加上一個輔助 的手動葫蘆幫吊件翻身。

當時我們實驗室很多人的疑問非常大，所以我的壓力也 很大，但是我在工廠待過，我知道能在上海的工人隊伍中說 話這麽響的老師傅是值得信任的。我們這裏原來由盧綿淩負 責起重，他也是反對的，事後他非要個人請張技師吃飯，表 示尊重。準備過程中張技師親自爬上去，綁東西他都親自綁。 起重的時候他指揮，兩次翻身翻得特別漂亮，很順利地就安 裝到指定的位置上去了。

問：您覺得在二期工程中哪些人的貢獻比較突出？

答：二期工程是集體勞動的成果，每個子項目的完成都 為工程的最終驗收貢獻了力量。但說到我個人印象最深，在 工程中特別感謝的，或者說我特別覺得貢獻大的，首推李為 民。他是二期工程負責加速器改造的副總工程師，很多事情 的決策是我們共同做的。特別是在後來調機的過程中，他非 常辛苦，起的作用很大。然後就是現在實驗室的頭盛六四， 他是負責實驗站的建設的。再就是王秋平，他是總工藝師， 負責光束線的建設。我們工程指揮部的班子成員還有胡勝生 是總經濟師兼辦公室主任，王建平分管公用設施建設和改造， 都起了很重要的作用，我們的班子是個非常團結的戰鬥集體。

說到班子以外的人，我先想到的是做高頻的金凱同誌， 我一直很感謝他。工程開始時他在德國，工作得不錯，完全 可以不回來，人家對他的評價也很好。後來我給他寫了信， 要他回來，他就毅然回來了。在高頻腔製造過程中，他盡心 盡力，航天的同誌也給他很高的評價。另外就是我們有幾個 年輕的同誌，比如王琳，馮光耀，張善才，還有擔任加速器 部副部長、負責加速器運行的徐宏亮，等等。調機階段他們 夜以繼日，有問題就開動腦筋，共同討論，集思廣益，他們 的辛苦和貢獻是實驗室裏有目共睹的。當然，我說到這些人， 隻是舉幾個例子。我們實驗室參加工程的很多同誌都非常優 秀。

問：您覺得自己為什麽能在二期工程中成功地領導這些 人？

答：當領導跟我談，問我能不能作二期工程的負責人時， 我當時表示：我這一生從來沒有一次領導跟我說要做什麽事 情而我說不行的，從來沒有退過。你不叫我做，我不一定會 找你說我要做；既然你找我做，我一定要做，而且一定要做 好。後來，我有一個感覺，覺得工程指揮部負責人這個職位 是曆史賦予我的使命，我這一生做的所有事都是為了這件事 情！我在這個單位這麽多年，雖然相當長的一段時間不是比 較高的頭，但是我熱愛這個機器和這個實驗室，我比較了解 這台光源，和實驗室的許多同誌都有多年來相互支持、理解 的良好關係，所以能夠做好這件事。我一直非常感謝實驗室 全體同仁在工程期間對我的全力支持。能和他們這些優秀的 人共事，是我的幸運。

本文原載 《廣西民族大學學報：自然科學版》2016 年第 4 期，《科學春秋》獲得訪談整理者授權刊出。限於格式，此次刊 發省去了所有文獻注釋，有興趣的讀者請參閱原刊。

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