歷史的回眸 | 我國第一臺高壓倍加器
400kV高壓倍加器是中國科學院蘭州物理研究室（中國科學院近代物理研究所的前身）創立之初唯一的科研設備，也是我國自主研製的第一臺高壓倍加器。它不僅在近代物理所的發展進程中起到了關鍵作用，也在我國早期核物理實驗研究中扮演着舉足輕重的角色。
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蘭州物理室的一份“嫁妝”
1950年5月，我國第一個原子能科學研究機構——中國科學院近代物理研究所（1953年更名爲“中國科學院物理研究所”，1958年改稱爲“中國科學院原子能研究所”）在北京成立。爲報效祖國，趙忠堯與楊澄中相繼回國，投身於我國的核科學事業中，分別擔任近代物理研究所實驗覈物理組組長、副組長。
圖：楊澄中和陳奕愛
新中國成立初期，我國的原子能科學研究一片空白，設備落後，連一臺粒子加速器都沒有。在極其艱難的情況下，趙忠堯和楊澄中領導建成了我國第一臺質子靜電加速器——700kV大氣型質子靜電加速器。
圖：700kV大氣型質子靜電加速器（左）與其研製論文（右）
彼時，研製一臺400kV高壓倍加器作爲研究所的五年計劃之一，也在緊鑼密鼓地進行中。這項工作由楊澄中負責，於1955年正式開始。爲了讓年輕人理解設計理念，楊澄中一邊講解，一邊畫出示意草圖，並指導年輕人做出詳細研製計劃、訂購設備材料。
當時的研製條件非常簡陋。除了高壓整流管、高壓電容器等設備材料是從國外訂貨，許多零部件無處購置，都是由科技人員自己動手加工製造的。沒有可以壓制高壓屏蔽電極的鋁合金板，就用鑄鋁代替。鑄件表面有砂眼，就灌鉛堵塞，再用銼刀和砂紙一遍又一遍地打磨，直到合格爲止。
根據國家發展原子能事業的戰略決策和1956年周恩來總理的指示——“除北京附近以外，還應該在蘭州設一個原子核科學的點”，蘭州物理研究室於1956年秋在中國科學院物理研究所內設立，由楊澄中任室主任。按照計劃，蘭州物理室將於1957年從北京整體遷往蘭州，而正在建造的400kV高壓倍加器及其全部工作人員也將調往蘭州。因此，儘快建成這臺高壓倍加器成爲蘭州物理室籌建中的主要任務之一。
圖：400kV高壓倍加器示意模型
1956年底，400kV高壓倍加器調束成功，在北京初步建成。物理研究所全所科技人員都爲之歡欣鼓舞，認爲“這是獻給剛成立的蘭州物理室的一份新年禮物，也是物理研究所送給蘭州物理室的一份‘嫁妝’”。
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小裝置發揮大作用
1957年6月，中國科學院蘭州物理研究室在蘭州正式成立。400kV高壓倍加器被拆卸運至蘭州，經重裝後，於1958年2月建成並投入運行。這臺高壓倍加器是當時蘭州物理室唯一的科研裝置。
圖：1958年2月，400kV高壓倍加器在蘭州出束，第一次在靶上看到了束流斑點。
利用400kV高壓倍加器，蘭州物理室在國內率先利用加速器開展核物理實驗，進行了快中子物理和低能輕核反應研究。
在當時的情形下，開展這些實驗研究是相當不易的。那時物理實驗人員少，大多先被安排從事加速器、探測器研製等技術工作。除了楊澄中先生這樣的少數歸國科學家，絕大多數人沒有任何在加速器上做實驗的經驗，只有邊學邊幹。克服條件差、缺經驗等種種困難，蘭州物理室完成了快中子的產生、探測、屏蔽、截面及能譜測量等多個課題，做出了一系列開拓性的工作。
圖：400kV高壓倍加器實驗室的中子探頭屏蔽體
論文：2.52兆電子伏中子的彈性散射角分佈的測量（原子能科學技術，1961年）
同樣重要的是，依託這臺自制加速器，蘭州物理室積極進行學科籌建、人才培養，爲此後的發展奠定了堅實基礎。
在1958年-1967年近十年的運行中，基於這臺加速器，培養了兩支分別主攻輕核反應和快中子物理的研究隊伍。在近代物理所隨後承擔的爲氫彈研製服務的兩項國防科研任務中，正是這兩支優秀隊伍分別成爲兩項任務的研究主力，爲高質量完成國家任務創造了重要條件。而400kV高壓倍加器作爲中子源，也在國防科研任務攻堅中發揮了作用。
圖：蘭州物理室核反應組成員（1959年）
此外，400kV高壓倍加器的成功研製，也爲這種類型的加速器在國民經濟中的推廣應用提供了樣機和示範，推動了國內小型加速器的應用研究。
圖：1959年5月，全國高壓倍加器現場會議在蘭州召開，蘭州物理室系統介紹了高壓倍加器的研製和運行經驗。這是爲該會議撰寫的《高壓倍加器的工作介紹》（1959年4月）。
除了400kV高壓倍加器，科技人員還研製了多種不同能量的高電壓型加速器。1957年冬至1958年，蘭州物理室與蘭州大學現代物理系合作，建造了一臺1100kV高壓倍加器。1963年，近代物理所與上海先鋒電機廠合作，設計製造了一臺雙加速管道的600kV高壓倍加器，於1965年建成並投入使用。隨後，爲滿足國防科研任務的要求，還設計建造了15-50kV和40-150kV兩臺高壓倍加器。
圖：600kV高壓倍加器
時光荏苒，隨着核物理研究領域的拓展與加速器技術的日新月異，高壓倍加器已逐漸淡出了人們的視野。然而，這臺400kV高壓倍加器的重要貢獻將永不會磨滅，它見證着研究所初創、我國核物理研究起步時期的崢嶸歲月，它所承載的老一輩科學家艱苦奮鬥、勇於開拓等科研精神，值得一代代後來者去追憶，去傳承。
注：高壓倍加器利用倍壓整流原理產生的直流高壓加速電子、質子、氘核和各種離子，是一種最早建造的低能加速器。
致謝：感謝近代物理所原副所長、400kV高壓倍加器研製主要參與者鄔恩九研究員提供大量資料並審讀本文。
本文轉載自《 中國科學院近代物理研究所 》微信公衆號
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