真空盒检测论文

电子带负电，质子带正电，两者大小相等但符号相反。正负号相反的电荷互相吸引，同号的电荷互相排斥。以下是加速器的简单介绍和一些例子：加速器accelerator定义：一种使带电粒子增加速度（动能）的装置。加速器可用于原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素的制造、非破坏性探伤等。粒子增加的能量一般都在0.1兆电子伏以上。加速器的种类很多，有回旋加速器、直线加速器、静电加速器、粒子加速器、倍压加速器等。加速器是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置。利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、α粒子以及其它一些重离子。利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用，还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子，象γ粒子、中子及多种介子、超子、反粒子等。目前世界上的加速器大多是能量在100兆电子伏以下的低能加速器，其中除一小部分用于原子核和核工程研究方面外，大部分用于其他方面，象化学、放射生物学、放射医学、固体物理等的基础研究以及工业照相、疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等。近年来还利用加速器原理，制成各种类型的离子注入机。以供半导体工业的杂质掺杂而取代热扩散的老工艺。使半导体器件的成品率和各项性能指标大大提高。很多老工艺不能实现的新型器件不断问世，集成电路的集成度因此而大幅度提高。1919年英国科学家卢瑟福(E.Rutherford) 用天然放射源中能量为几个MeV、速度为2×109厘米/秒的高速α 粒子束（即氦核）作为“炮弹”，轰击厚度仅为0.0004厘米的金属箔的“靶”，实现了人类科学史上第一次人工核反应。利用靶后放置的硫化锌荧光屏测得了粒子散射的分布，发现原子核本身有结构，从而激发了人们寻求更高能量的粒子来作为“炮弹”的愿望。 静电加速器（1928年）、回旋加速器（1929年）、倍压加速器（1932年）等不同设想几乎在同一时期提了出来，并先后建成了一批加速装置。 粒子加速器 particle accelerator 用人工方法产生高速带电粒子的装置。是探索原子核和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具，在工农业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有重要而广泛的实际应用。 自从E.卢瑟福1919年用天然放射性元素放射出来的a射线轰击氮原子首次实现了元素的人工转变以后，物理学家就认识到要想认识原子核，必须用高速粒子来变革原子核。天然放射性提供的粒子能量有限，只有几兆电子伏特（MeV），天然的宇宙射线中粒子的能量虽然很高，但是粒子流极为微弱，例如能量为1014电子伏特（ eV ）的粒子每小时在 1平方米的面积上平均只降临一个，而且无法支配宇宙射线中粒子的种类、数量和能量，难于开展研究工作。因此为了开展有预期目标的实验研究，几十年来人们研制和建造了多种粒子加速器，性能不断提高。应用粒子加速器发现了绝大部分新的超铀元素和合成的上千种新的人工放射性核素，并系统深入地研究原子核的基本结构及其变化规律，促使原子核物理学迅速发展成熟起来；高能加速器的发展又使人们发现包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子在内的几百种粒子，建立粒子物理学。近20多年来，加速器的应用已远远超出原子核物理和粒子物理领域，在诸如材料科学、表面物理、分子生物学、光化学等其它科技领域都有着重要应用。在工、农、医各个领域中加速器广泛用于同位素生产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、离子注入、离子束微量分析以及空间辐射模拟、核爆炸模拟等方面。迄今世界各地建造了数以千计的粒子加速器，其中一小部分用于原子核和粒子物理的基础研究，它们继续向提高能量和改善束流品质方向发展；其余绝大部分都属于以应用粒子射线技术为主的“小”型加速器。 粒子加速器的结构一般包括 3个主要部分 ：①粒子源 ，用以提供所需加速的粒子，有电子、正电子、质子、反质子以及重离子等等。②真空加速系统，其中有一定形态的加速电场，并且为了使粒子在不受空气分子散射的条件下加速 ，整个系统放在真空度极高的真空室内。③导引、聚焦系统 ，用一定形态的电磁场来引导并约束被加速的粒子束，使之沿预定轨道接受电场的加速。所有这些都要求高、精、尖技术的综合和配合。 加速器的效能指标是粒子所能达到的能量和粒子流的强度（流强）。按照粒子能量的大小，加速器可分为低能加速器（能量小于108eV）、中能加速器（能量在 108～109eV）、高能加速器（能量在109～1012eV）和超高能加速器（能量在1012eV以上)。目前低能和中能加速器主要用于各种实际应用。美国科学家柯克罗夫特 1932年美国科学家柯克罗夫特（J.D.Cockcroft）和爱尔兰科学家沃尔顿(E.T.S.Walton)建造成世界上第一台直流加速器 ——命名为柯克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器，以能量为0.4MeV的质子束轰击锂靶，得到α 粒子和氦的核反应实验。这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反应，因此获得了1951年的诺贝尔物理奖。爱尔兰科学家沃尔顿美国科学家凡德格拉夫 1933年美国科学家凡德格拉夫(R.J.van de Graaff)发明了使用另一种产生高压方法的高压加速器——命名为凡德格拉夫静电加速器。 以上两种粒子加速器均属直流高压型，它们能加速粒子的能量受高压击穿所限，大致在10MeV。凡德格拉夫的实验装置劳伦斯与回旋加速器 奈辛(G.Ising)于1924年，维德罗(E.Wideroe)于1928年分别发明了用漂移管上加高频电压原理建成的直线加速器，由于受当时高频技术的限制，这种加速器只能将钾离子加速到50keV，实用意义不大。但在此原理的启发下，美国实验物理学家劳伦斯(E.O.Lawrence) 1932年建成了回旋加速器，并用它产生了人工放射性同位素，为此获得了1939年的诺贝尔物理奖。这是加速器发展史上获此殊荣的第一人。 由于被加速粒子质量、能量之间的制约，回旋加速器一般只能将质子加速到25MeV左右，如将加速器磁场的强度设计成沿半径方向随粒子能量同步增长，则能将质子加速到上百MeV，称为等时性回旋加速器。前苏联科学家维克斯列尔 为了对原子核的结构作进一步的探索和产生新的基本粒子，必须研究能建造更高能量的粒子加速器的原理。1945年，前苏联科学家维克斯列尔 (V.I.Veksler)和美国科学家麦克米伦(E.M.McMillan)各自独立发现了自动稳相原理，英国科学家阿里芳特 (M.L.Oliphant)也曾建议建造基于此原理的加速器——稳相加速器。美国科学家麦克米伦自动稳相原理的发现是加速器发展史上的一次重大革命，它导致一系列能突破回旋加速器能量限制的新型加速器产生：同步回旋加速器（高频加速电场的频率随倍加速粒子能量的增加而降低，保持了粒子回旋频率与加速电场同步）、现代的质子直线加速器、同步加速器（使用磁场强度随粒子能量提高而增加的环形磁铁来维持粒子运动的环形轨迹，但维持加速场的高频频率不变）等。 自此，加速器的建造解决了原理上的限制，但提高能量受到了经济上的限制。随着能量的提高，回旋加速器和同步回旋加速器中使用的磁铁重量和造价急剧上升，提高能量实际上被限制在1GeV以下。同步加速器的环形磁铁的造价虽然大大减少，但因横向聚焦力较差，真空盒尺寸必须很大，造成磁铁的磁极间隙大，依然需要很重的磁铁，要想用它把质子加速到10GeV以上仍是不现实的。 1952年美国科学家柯隆(E.D.Courant)、李温斯顿(M.S.Livingston)和史耐德(H.S.Schneider)发表了强聚焦原理的论文，根据这个原理建造强聚焦加速器可使真空盒尺寸和磁铁的造价大大降低，使加速器有了向更高能量发展的可能。这是加速器发展史上的又一次革命，影响巨大。此后，在环形或直线加速器中，普遍采用了强聚焦原理。 美国劳伦斯国家实验室1954年建成的一台6.2GeV能量的弱聚焦质子同步加速器，磁铁的总重量为1万吨。而布鲁克海文国家实验室33GeV能量的强聚焦质子同步加速器，磁铁总重量只有4千吨。这说明了强聚焦原理的重大实际意义。美国科学家李温斯顿美国科学家科斯特 以上主要介绍的是质子环形加速器，对电子加速器来说情况有所不同。1940年美国科学家科斯特(D.W.Kerst)研制出世界上第一个电子感应加速器。但由于电子沿曲线运动时其切线方向不断放射的电磁辐射造成能量的损失，电子感应加速器的能量提高受到了限制，极限约为100MeV。电子同步加速器使用电磁场提供加速能量，可以允许更大的辐射损失，极限约为10GeV。电子只有作直线运动时没有辐射损失，使用电磁场加速的电子直线加速器可将电子加速到50GeV，这不是理论的限度，而是造价过高的限制。 加速器的能量发展到如此水平，从实验的角度暴露出了新的问题。使用加速器作高能物理实验，一般是用加速的粒子轰击静止靶中的核子，然后研究所产生的次级粒子的动量、方向、电荷、数量等，加速粒子能参加高能反应的实际有用能量受到限制。如果采取两束加速粒子对撞的方式，可以使加速的粒子能量充分地用于高能反应或新粒子的产生。意大利科学家陶歇克 1960年意大利科学家陶歇克(B.Touschek)首次提出了这项原理，并在意大利的Frascati国家实验室建成了直径约1米的AdA对撞机，验证了原理，从此开辟了加速器发展的新纪元。 现代高能加速器基本都以对撞机的形式出现，对撞机已经能把产生高能反应的等效能量从1TeV提高到10～1000TeV，这是加速器能量发展史上的又一次根本性的飞跃。Frascati的AdA对撞机自世界上建造第一台加速器以来，七十多年中加速器的能量大致提高了9个数量级（参见左图），同时每单位能量的造价降低了约4个数量级，如此惊人的发展速度在所有的科学领域都是少见的。 随着加速器能量的不断提高，人类对微观物质世界的认识逐步深入，粒子物理研究取得了巨大的成就。 用人工的办法加速带电粒子，使其获得很高速度的装置．加速器利用一定形态的电磁场将电子、质子或重离子等带电粒子加速，使其具有高达几千、几万乃至近光速的高速带电粒子束，是人们认识原子核和探讨基本粒子，对物质深层结构进行研究的重要工具，同时随着加速器技术的不断发展，各种新的技术、新的原理不断更新，不断突破，进一步促进新技术的向前推进．加速器的研究和发展同时带来在工农业生产、医疗卫生、国防建设等各方面的重要而广泛的应用． 早在20世纪20年代，科学家们就探讨过许多加速带电粒子的方案，并进行过多次实验．其中最早提出加速原理的是E·维德罗．30年代初高压倍加器、静电加速器、回旋加速器相继问世，研制者分别获得这一时期的诺贝尔物理学奖．这以后随着人们对微观物质世界深层次结构的研究的不断深入，各个科学技术领域对各种快速粒子束的需求不断增长，提出了多种新的加速原理和方法，发展了具有各种特色的加速器．其中有电子感应加速器、直线加速器、强聚焦高能加速器、扇形聚焦回旋加速器．1956年克斯特提出通过高能粒子束间的对撞来提高有效作用能的概念，导致了高能对撞机的发展． 几十年来，人们利用加速器发现了绝大部分新的超铀元素和合成上千种新的人工放射性核素，并对原子核的基本结构和其变化规律进行了系统深入的研究，促使了原子核物理学的发展和成熟，并建立新的粒子物理学科，近20年来，加速器的发展的应用使材料科学、表面物理学、分子生物学、光化学都有重要发展． 我国加速器的发展始于50年代末期，先后研制和生产了高压倍加器、静电加速器、电子感应加速器、电子和质子直线加速器、回旋加速器．近年来更加先进的加速器在我国又取得重大进展，北京已建成正负电子对撞机，使我国加速器研制和应用进入了世界先进行列．

原子内有电子核原子核，核外是电子，原子核内部是质子核中子，中子没电。电子在核外做高速圆周运动，主要是受到库仑力的作用。 加速器：主要就是回旋加速器核直线型加速器（他们是靠电场和磁场工作的），回旋加速器的制作有一定的规格，（不知道你们初二学到没有）回旋加速器首先是要靠电和磁工作的，并且还是交流电，说到交流电，它有一定的频率，我国的是50赫兹，电子或其他微粒在加速器中加速并作圆周运动，速度逐渐增加，其运动形式就像“真知棒棒糖”上的螺旋。另外一种是直线型的加速器，它工作电源是直流，带点的微粒在电场和磁场中受到电场力和洛伦兹力的作用开始加速运动，就是这样被加速的。 但是回旋加速器不能无限的加速带电微粒，因为当微粒的速度接近光速时，它的周期、质量会发生变化（相对论）。希望对你有帮助，其他不再多说，高中你们应该会深入学习！

自从阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论提出黑洞存在的可能性后，黑洞的确切性质就受到了挑战。其中最著名的发现是英国物理学家斯蒂芬·霍金的预测，即一些粒子实际上是在黑洞的边缘发射出来的。物理学家还 探索 了真空的工作原理。在20世纪70年代初，当霍金在描述光如何能够逃脱黑洞的引力时，加拿大物理学家威廉·恩鲁提出，一个加速足够快的光电探测器可以在真空中“看到”光。 来自达特茅斯学院的一项新研究通过详细说明一种产生和检测以前被认为是无法观察到的光的方法，推进了这些理论。

“从日常意义上讲，这些发现似乎令人惊讶地表明有能力从空旷的真空中产生光，”达特茅斯学院埃莉诺和A.凯尔文-史密斯杰出物理学教授、该研究的高级研究员Miles Blencowe说。“本质上，我们从无到有创造了一些东西；想到这一点就非常酷。”

在经典物理学中，真空被认为是没有物质、光和能量。在量子物理学中，真空则是充满了波动存在的光子。然而，这种光几乎不可能被测量。

爱因斯坦广义相对论的一个部分，即“等效原理”，在霍金对辐射黑洞的预言和恩鲁对加速光电探测器见光的预言之间建立了联系。“等效原理”说的是，重力和加速度在根本上是不可区分的。在一个没有窗户的加速电梯里的人将无法确定他们是被重力、惯性力，还是被两者作用。

因此，如果黑洞的引力能够在真空中创造光子，那么加速度也可以。

由于科学已经证明观察真空中的光是可能的，达特茅斯学院的团队开始寻找一种切实可行的方法来检测光子。

达特茅斯学院的研究理论预测快速加速的钻石膜中基于氮的缺陷可以进行检测。在拟议的实验中，含有氮基光探测器的邮票大小的合成钻石被悬挂在一个创造真空的超冷金属盒中。这层膜就像一个拴住的蹦床，以巨大的速度被加速。

研究论文解释说，由此产生的腔体真空的光子生产是集体增强和可测量的，当探测器数量超过一个临界值时，真空光子生产经历了一个从正常阶段到"一个增强的类似超日照的倒置发光阶段"的相变。

"钻石的运动产生光子，"博士后研究员王晖说，他在达特茅斯学院读研究生时撰写了这篇理论论文。"从本质上讲，你所需要做的就是猛烈地摇晃一些东西，足以产生纠缠的光子。"

达特茅斯学院的论文研究了使用多个光子探测器--钻石缺陷--来放大膜的加速度并提高检测灵敏度。振荡钻石也允许实验在一个可控的空间内以强烈的加速率进行。

"我们的工作是第一次 探索 当有许多加速的光电探测器而不是一个时会发生什么，"Blencowe说。"我们发现了从真空中创造光的量子增强放大效应，其中许多加速探测器的集体效应比单独考虑它们更大。"

为了证实检测到的光子来自真空而不是周围环境，研究小组证明了该理论观察到的"纠缠光"，这是量子力学的一个明显特征，不能来源于外部辐射。

"钻石检测到的光子是成对产生的，"研究人员说。"这种成对的、纠缠的光子的产生，证明了光子是在真空中产生的，而不是来自其他来源。"

在真空中观察光的建议并不具有直接的适用性，但研究小组希望它能像其他理论研究一样，增加对物理力量的理解，为 社会 作出贡献。特别是，这项工作可能有助于通过爱因斯坦的等价原理，对霍金关于辐射黑洞的预测进行实验说明。

"作为像我们这样的理论家的部分责任和快乐是把想法提出来，"Blencowe说。"我们正试图表明，做这个实验是可行的，以测试一些直到现在还异常困难的东西。"

该团队制作的一个技术动画描述了该实验创造光子的过程。检测到的光存在于微波频率中，所以人眼是看不到的。

1. 中学和大学时期（1932～1942）中学时代，他积极参加“五卅”、“九一八”等纪念活动，立下了“救国不忘读书，读书为了救国”的志向。他所在的学校叫“效实中学”，是当时浙江省最好的学校，老师水平高，对同学要求严。中学毕业时，上海已经沦陷。1938年他以优异成绩考上了昆明的西南联合大学。他是西南联大的第一届学生。由于学校刚迁到昆明，条件很差，但名师云集。他们中有吴有训、赵忠尧、霍秉权、饶毓泰、叶企孙等老一辈物理学家。一年级在数学系，二年级转到物理系学习。当时物理系人不多，一个年级只有十几名学生，但班上有天资突出的同学（如杨振宁）带动，整个学习水平提高了。四年大学生活很艰苦，但又很难忘。学生们40多人住在一间茅草房里，晚上没有电灯，只能点油灯。饭厅、图书馆都在大草棚中。1939年日机频繁轰炸，大家不得不往山里跑。白天有轰炸，只好晚上上课。虽然很疲乏，但还是坚持集中精力学习。当时由于交通断绝，无法与家里联系，经济已无来源，只能靠领战区贷金和奖学金，有时还得到中学代课和做家庭教师养活自己。1942年，在吴大猷的指导下，完成了关于用分析力学解决天体中行星运动问题的毕业论文。2. 从西南联大到清华大学工作（1942～1947）毕业后他留在西南联大物理系任助教，当助教的同时，跟着听些研究生课程。当时吴大猷讲量子力学，王竹溪讲统计力学，赵忠尧、张文裕、霍秉权三位讲原子核物理。1946年，遇有考中英“庚子赔款”官费留学的机会。当时在全国八大城市招考，约有400人报考物理专业。考上一二名的可去英国，三四名的去美国，五六名的去法国。结果戴传曾高居榜首，被录取到英国留学。他坐卡车离开昆明，趁还没发榜的时候，回老家宁波看望亲朋好友。在家乡他接到霍秉权先生的邀请，于是决定先北上到清华大学任教。途经天津时，正好发榜，获取第一名的好消息使他心情非常激动。抗战期间，清华大学校舍成了日本伤病员的医院，原先的教学设施破坏殆尽。他在那里紧张劳动了6个月，做了两件事：第一件事是恢复物理实验室；第二件是编写了一本实验教材，还组织了出版，解决了当时教学的急需。3. 英国留学期间1947年8月，经广州去英国利物浦大学留学。他有幸师从诺贝尔奖获得者查德威克(JamesChadwick，中子发现者)教授。查德威克在利物浦以一台8MeV的回旋加速器建了一个基地，开展核物理研究。戴传曾在他的帮助下一边学习，一边做研究工作。戴传曾与英国同学R.Middleton[后来是宾州大学(University of Pennsylvania)串列加速器实验室主任]合作做氘核轰击其他原子核引起的中子角分布实验研究。因能量比较高，出来的中子可以达几个MeV，角分布测量比较困难。实验由戴传曾负责设计和安排。他们采用了黄昆在利物浦理论组提出的削裂反应理论的计算方案，算出了很多原子核能级的宇称和自旋。这工作在当时是研究削裂反应的首批成果。他还研究了核乳胶的收缩因子及射程修正。1951年完成了利用核乳胶进行的一些核反应的研究（C.T.Tai.1951. Someinvestigation of nuclear reactions using photographic emulsion, with a study ofsome of its properties in nuclear reseach. For the Degree of Doctor inPhilosophy in the University of Liverpool.）的博士论文，获哲学博士学位。1942年毕业于西南联合大学物理系，后历任西南联大、昆明中山大学、清华大学教职。1951年获英国利物浦大学哲学博士学位。中国原子能科学研究院研究员、名誉院长。主要从事实验核物理、反应堆物理、反应堆工程和核电安全方面的分析研究并获重要成就。是第六届全国政协委员。曾在巩固进行氘-质子、氘-中子核反应角分布实验研究，是国际上首批从(d,n)反应中测得自旋宇称的学者之一。50年代指导并参加研制中子衍射谱仪等多种仪器并用其开展了有关研究。60年代以来，在大型电磁分离器等多种仪器研制和核潜艇动力堆等多项重点项目研究中作了大量组织领导和业务指导工作；领导研制成微型反应堆并开发了单晶硅中子嬗变掺杂技术；为建立中国核电安全研究体系作出突出贡献。1980年当选为中国科学院院士（学部委员）。回国后研制成功卤素管、中子计数管、中子电离室等多种核探测器。在中子物理研究中，建立了国内第一台中子晶体谱仪，获得了国内首批中子截面数据。其中卤素计数管填补了国内核探测技术领域的空白，并于1956年获中科院自然科学三等奖。研制成功中子衍射谱仪，达到当时国际先进水平。并开展了单色中子利用及中子衍射研究，验证并获得核能应用的截面数据。参加领导屏蔽物理研究，为核反应堆设计提供了依据。主持并指导了生产堆、动力堆、高通量堆等工程的研究和部分设计。组织并指导民用微型反应堆的研制和单晶硅中子掺杂研究。 那时，国内抗美援朝的消息传到英国，几个中国同学很受鼓舞，都决心学成回国。尽管英国的一些研究机构要挽留戴传曾，但他还是决定尽快回国。当年年底，经香港到达广州，在那里参观了工业展览会，再北上，经上海到北京。使他非常感动的是，在寒冷的冬天，近代物理所钱三强所长亲自到火车站来迎接他。从此，揭开了戴传曾从事原子能科研工作的序幕。4. 近代物理所、原子能所期间（1952～1965）戴传曾来到了近代物理所，接过钱三强所长亲自主持的核探测器组，开始了艰苦创业，研制中国第一代核探测仪器。1952年底，戴传曾任核探测器组组长。当时，他领导的组内大多是刚毕业的年轻人，在工作上除分别具体指导外，他还在组内建立了每周汇报工作和讨论的制度，充分发扬学术民主，使得学术气氛非常活跃。在他的带领下，青年们成长很快。那时正值抗美援朝，王淦昌带队去朝鲜战场视察，带回来一项特殊任务：提出研制一套手携式辐射探测仪，以探测、鉴定美军是否使用原子弹。这个任务交给了戴传曾。当时实验室条件极差，一切都要白手起家，但他欣然接受了这项紧急任务。他和李德平合作，因陋就简，自己骑着自行车到天桥旧货摊购买可利用的零部件，带领大家吹玻璃管，设计电子线路、焊接电路，通过很短时间加班加点的艰苦努力，研制成了一个用卤素盖格计数管做的可携带式的辐射探测器和一个以强流管做的探测器。卤素盖格计数管的生产工艺还推广到华东电子管厂批量生产。为了发展中国的中子探测技术，首先要解决中子源的问题。当时国内还没有加速器也没有反应堆，怎么办？他们就自制中子源。戴传曾打听到协和医院有一个废弃的500毫克镭源，设备已毁坏，抗战后一直封存着。戴传曾得到放射化学家杨承宗的大力支持，清理修复了镭源装置，提取了氡气。戴传曾把自己从英国带回来的铍粉与氡气一道封入玻璃管中，做成了氡-铍中子源。从此氡-铍中子源就成为在反应堆和加速器建成前开展中子研究工作的唯一中子源。有了中子源，在戴传曾的带领下，开始了三氟化硼中子计数管的攻关。他们从头做起，对三氟化硼计数管的放电机制和工作条件进行深入研究后，很快过了技术关，制成了性能优良的中子计数管，并建立了生产工艺，推广到上海电子管厂生产。上述几种计数管的研制成功和投入批量生产，为中国地质勘探、教学工作、武装防化兵、中子物理实验、核武器研制和核试验提供了必不可少的测量手段。为中国其后自主研发核武器及核反应堆奠定了基础。在戴传曾的指导下，还开展了碘化钠晶体和有机闪烁探测器、含氢正比计数管、空气等效电离室、硼膜及裂变电离室、栅网电离室、用于绝对测量的4πβ-γ符合技术、中子源绝对测量等研究。为开展中子物理研究和在反应堆上开展慢中子谱学和固体物理研究，从1956年开始，在戴传曾的带领下，利用当时从部队弄来的高射炮底盘设计出了一个中子晶体谱仪，为了使其轻快些、精度高一些，他们与长春光机所合作，仅仅用了9个月时间制成了中国第一台高精度中子晶体谱仪。这台谱仪于1960年改建成中子衍射仪投入使用。这是中国第一台中子衍射谱仪，也是当时社会主义阵营内精密度最高的一台衍射谱仪。由前苏联为中国援建的第一座实验性重水反应堆是1958年7月建成的。为抢在反应堆启动前能有一台中子谱仪在水平孔道上工作，探测中子，开展慢中子谱学研究，戴传曾提出自己设计制造一台简易谱仪。他首先找来一个原中央研究院的旧的X衍射仪刻度盘，从它读出度、分、秒，围绕这个刻度盘设计。在他的带领和具体指导下，仅仅用4个多月时间就设计制作了一台独具一格的中子晶体谱仪。他们还做了一个高精度、很精致的准直器塞入反应堆，测出了镉、铟等核素的中子全截面，测得的数据与当时国际上公布的数据一致。上述两台谱仪均达到了当时的国际先进水平。在它们上面先后开展了堆中子能谱、中子全截面和裂变截面及中子衍射的实验研究。这两台谱仪连续可靠地使用了20多年，为中国在反应堆上开展中子物理研究和固体物理研究发挥了重要作用。1959年以后，中苏关系恶化，苏联专家相继撤走，给我们留下了很多半截子工作。像稳定同位素分离器就是一个例子，苏联没有把关键的离子源和接收器拿来，只给了我们大型的电磁铁和真空盒，连真空泵都没给。戴传曾临时受命，担任了刚组建的稳定同位素分离研究室主任，筹建电磁分离器。他带领大家凭文献里的离子源和接收器的图纸逐个琢磨，如用什么材料，要耐多少高温，钨丝要多粗，钨块是什么样的等等，进行了扎扎实实的研制工作。后来研究室的同志在此基础上花了一年多时间，终于把离子源搞出来了。接收器也一样搞出来了。在1965年生产出了中国第一批稳定同位素。当时，苏联反应堆设计专家也全部撤走了。在此关键时刻，二机部领导决定任命戴传曾为建造天然铀石墨生产堆的科学顾问。这使作为核物理学家的戴传曾有机会转向反应堆工程这个崭新的领域施展自己的才华。戴传曾担任生产堆的科学顾问后，参与了工艺设计，与负责工程的有关同志一起认真消化前苏联的初步设计资料，一起验证数据，一起选定工艺参数。经过两三年的工作，设计工作取得了很大进展。但是他们发现对很多数据没有把握，选择准确的工艺参数很困难，需要开展大量科研工作。于是二机部决定成立反应堆工程研究所，即北京194所。 5. 194所工作期间(1965～1978)北京194所成立后，戴传曾被任命为副所长，他明确分工抓科研和学术领导工作。戴传曾抓的第一件事是选定生产堆元件包壳材料。经过大量试验，选定了303-1铝合金作为包壳材料。在这同时，还解决包壳的制造工艺问题。他还亲自做了石墨的性能测试，证明了中国自己生产的石墨是合格的。另外，他还抓了破损元件检测、元件在49-2游泳池堆上的考验、几个大系统的力学性能计算，以及利用次临界装置测量临界性能等大量科研工作，为生产堆的设计提供了大量、可靠的实验数据。为配合氚靶的设计和制备，戴传曾还领导了氚靶件在堆内辐照及辐照后的提取工作，解决了氚靶定型问题。之后他所负责的科研工作重点逐渐转向核动力堆。在为中国第一艘核潜艇动力堆做的重点科研项目中，最突出的是燃料组件考验。开始把30根组件放在101重水堆的高温高压辐照考验回路中进行辐照考验。可惜由于工艺不过关，有一个堵焊点早期失效，发现堆水中出现了裂变产物，所以没有达到最终考验要求的燃耗值，不得不取出来，终断了继续考验。后来把查出的问题反馈到元件厂家，在燃料组件的生产工艺上作了改进。接着又成功地进行了10根棒束的堆内考验，并进行了解体，作了外观检查和破坏性检查。同时还做了核潜艇堆压力容器材料654-Ⅲ钢的辐照试验，发现它的脆性转换点比较低，得出了不会在高温条件下引起脆化的结论。另外，在物理方面做了模拟零功率试验，在热工方面做了流道流量测定试验，还做了一些控制方面的工作，为中国第一艘核潜艇的研制做出了重要贡献。1968年后，北京194所提出了一个大发展计划：一是开展核电站的研究；二是进行快堆的初步研究；三是研究空间堆。核电站研究工作主要围绕燃料元件进行。经戴传曾亲自组织实施，建成了国内第一个大型辐照后材料检验热室（303热室）。在快堆研究方面，戴传曾作为技术负责人建立起了钠工艺研究工号和快堆零功率装置。在空间堆研究工作中，利用堆内热离子发电技术发出的电流，唱出了“东方红”乐曲。与此同时，参照国外经验，他提出在中国建造TRIG型脉冲堆，并领导了概念设计工作，为中国核动力院80年代建成脉冲堆打下了基础。303热室建设中，开始时主持该工程的领导和同志们只考虑了近期工程任务的急需，提出了只包括机械性能检验和外观检查的4间热室方案。主管业务的戴传曾则认为既然花那么多钱建一座新的热室，就应该有个规划，不仅要能满足近期工程急需，还应当考虑长远的需要，尤其是今后中国辐照后的燃料元件检验的需要。他亲自调研参考国外同类热室资料，提出了包括热室、半热室、后区等严格分区的、能适应辐照过的材料和燃料元件检验、比较配套又符合防护要求的10间热室方案。参加当时工作的同志说：“这是我们连想都不敢想的，好是好，就是怕部领导不批准。”戴传曾告诉他们，科学工作者应该坚持实事求是，按科学规律办事，尽自己的责任，把需要向领导反映清楚，去争取领导的支持。他亲自说服了当时的军管会领导，又与军管会领导一道又说服了部领导，终于得到了部领导的支持，实现了建立10间热室的方案。正是由于303热室的建设作了长远考虑，热室建成后，不仅完成了辐照材料检验等急需任务，还完成了生产堆、核潜艇堆元件辐照考验后的检验工作，完成了秦山核电厂3×3考验小组件辐照后的检验工作。1995年开始，又为秦山核电厂反应堆压力壳钢随堆考验的监督管样品开始进行逐根检验。稍经改造，热室还能进行秦山核电厂乏燃料单根元件的检验工作。由于303热室进行了严格区分，几十年来，热室工作场地没有发生过严重污染。303热室至今仍是中国进行辐照后的材料和燃料元件无损检验、破坏性检验及力学试验的一个重要的综合试验基地。后来，重点搞49-3高通量堆。当初建49-2游泳池式反应堆时，有人提出了一个比较形象的说法，就是“骑驴找马”。49-2堆是一匹驴，骑上去后要找一匹马，马就是高通量堆。49-2堆建成后，有人提出要搞一个可变换的，即根据需要，有时作水堆，有时变为铍堆这样一个高通量堆。戴传曾对此方案提出了质疑。他认为，反应堆是很复杂的，剂量很大，不能像下跳棋一样随便挪来挪去的，除非搞成双区堆。后来经过进一步论证，双区堆方案被人接受。在49-3高通量堆的设计过程中，戴传曾组织并参与了重大技术方案的制订、工作过程的检查，以及安全措施的审定等工作。高通量堆的用途、规模、堆型以及堆物理方案都是在他具体指导下确定的。他还组织了燃料元件考验、材料试验、控制棒试验、水力模拟等大量科研工作，为设计提供了一系列可靠的依据。6.回到原子能所(院)之后(1978～1990)1978年，北京194所内迁四川。于是戴传曾受原子能所所长王淦昌邀请，回原子能所担任副所长。1979年，随着改革开放，王淦昌所长率领中国核能代表团赴美访问。访问期间，作为代表团成员的戴传曾在密苏里大学（Universityof Missouri）看到了在他们5MW的研究堆上对单晶硅进行中子嬗变掺杂磷的技术，每年可辐照掺杂好几吨单晶硅，用在大功率整流管上。戴传曾很快意识到这是一项很实用的核应用技术。过去单晶硅掺杂都采用扩散的方法，将磷原子掺杂到硅单晶中，但掺杂不均，很难达到预期的目标电阻率，制作的半导体器件成品率很低。利用反应堆释放出来的中子嬗变掺杂，中子可以打入单晶硅深层，使掺杂的磷原子分布非常均匀，而且可以根据需要的目标电阻率控制掺入适当量的磷。他回国后，立即进行了认真的可行性分析，正式提出开展这一崭新课题的研究。他亲自物色工作人员，组织制定研究方案，指导改造49-2游泳池式反应堆，扩大堆芯，增加了辐照孔道数，又用铍块代替周围石墨块，改善中子照射量。他还亲自组织攻关，解决了如何控制辐照量和辐照温度，以及如何退火等一系列工艺技术问题。几个月后，就诞生了中国第一批中子嬗变掺磷的单晶硅，并很快应用到可控硅和大功率整流管的生产中，不仅大大提高了器件的成品率，更重要的是为原子能所军转民走出了重要的一步。此项成果荣获了核工业部级科技进步奖二等奖。1979年，戴传曾去加拿大访问，看到多伦多大学（Universityof Toronto）开发的一种叫Slow-poke的反应堆，它堆体积小、功率低，具有一定的中子注量率。它消耗燃料少，装一炉料可使用10年，非常经济。加上它具有固有安全性，很适合建在城市中，可作为方便的中子活化分析工具。它也可以作为一种很好的教学培训堆，还可以用来生产短寿命同位素。出国前堆物理室曾有人提议搞这种堆，他出国实地考察后，觉得很值得干。回国后，他找了核工业部的张忱部长，极力倡议在中国建造这种既经济安全、操作方便、又有广泛应用前途的微型中子源反应堆。戴传曾在一段时间内，以极大精力扑在领导该堆的设计研制工作上。他指导了物理方案论证，亲自组织和审定了初步设计和施工设计方案，终于在1984年3月完全靠中国自己的力量建成了原型微堆。此项成果荣获1987年国家科技进步奖一等奖。现在微型中子源反应堆已得到商业推广，不但在国内的上海、山东、深圳建造了3座，而且已推广到国外，分别帮助巴基斯坦、伊朗、加纳、叙利亚和尼日利亚各建造了一座。微型中子源反应堆成了中国核工业总公司的一项重要的出口创汇项目。1972年2月的一天，戴传曾曾应邀参加了周恩来总理主持的发展核电问题座谈会，席间，总理问：“英国今天的核能发展情况如何？”戴传曾回答：“约占全国能源的8%”。总理听了强调说：“中国是社会主义国家，应当比英国发展得快一些，二机部要抓核能，不能只成为爆炸部”。总理在座谈会上充分听取了大家的发言后，就中国发展核电提出了“安全、适用、经济、自力更生”的方针。戴传曾铭记周总理的嘱托，在进行了一番认真调研后，从1976年开始，在多种场合通过各种渠道倡导在中国发展核电。1981年他在全国政协委员的汇报中分析了中国的核科技力量，提出了应尽早尽快在中国发展核电的意见。他从中国能源结构和国民经济发展需求的分析出发，在《光明日报》上发表了题为“发展核电”的文章，呼吁和宣传在中国尽早发展核电。此后，在全国政协会议上，又曾多次提出提案，受到了党中央和国务院的重视，大大促进了核电在中国的起步和发展。戴传曾从国外发展核电的经验深深体会到，要发展核电，必须把安全放在首位。所以他在中国核电事业起步之日起，就亲自领导原子能院在国内首先开展临界热流密度、膜态沸腾和再淹没等与核电安全密切相关的实验研究。1979年，他去美国考察的第三天刚好碰到美国三里岛核电厂发生事故。这件事轰动了世界，使不少人对核电安全产生了怀疑。这件事使戴传曾更加意识到核电安全研究的重要性。他回国后，立即把工作重点转移到核电安全分析研究上来。他先写信给瑞典朋友，征求对开展核电安全研究的意见。这位朋友十分热情，表示很支持，并马上给他寄来了厚厚的国际原子能机构(IAEA)拟定的安全法规(NUSS)草本。戴传曾立即建议部里组织人员进行翻译，把NUSS系统作为中国核安全法规的基本参考系统。1980年底他到美国核管会(NRC)考察，主动提出要求对方提供核电安全分析程序，通过他的努力最终从美国有关部门得到了RELAP5、FRAP-T、CONTEMPT等大型程序。接着又到橡树岭，得到了对方提供的一些有关的安全分析程序。在他的建议下，中国参加了阿贡软件中心（RadiationSafety Information Computational Center in Argonne National Laboratory），从那里每年可以便宜地得到分析软件。在他的努力下，与美国核管会建立了良好的关系。在这基础上，他与有关方面联系，选送技术骨干去NRC、IAEA及核电发达国家进修学习，并邀请NRC等派专家来华讲学。这些工作为在中国开展核电安全研究，包括建立中国的核安全法规，开展核安全审评和核安全管理奠定了重要的基础。他还为国家核安全局的筹建做了大量工作。在秦山核电厂建造时，国家组建了国家核安全局，他立即为其提供了人才和资料等方面的支持，他本人被邀请担任了顾问。同时他还亲自培养了多名硕士和博士研究生，从事核电事故分析研究，进一步开展核电安全实验研究，开展概率安全分析、燃料元件设计程序和严重事故分析等前沿课题的研究。他指导学生研究了秦山核电厂在事故工况下的性能，对核电厂设计和今后的运行提出了建设性建议，还对事故的预防和处置提出了重要建议。他参与了国家核安全局组织的秦山核电厂追溯性安全分析报告的审评。为适应核电发展的需要，他还领导成立了中国的核电软件中心。戴传曾在1985年，参加在印度召开的关于快堆的专题会议，他在会上作了关于中国核能发展的报告（C.Z.Dai.1985. The Development of Nuclear Energy in China. Proc. Of Int. Symp. on FastReactors. Kalpakkam, India.）。1985年后，戴传曾先后被邀请担任了两届国际原子能机构国际核安全咨询顾问组（INSAG）成员。前苏联发生了切尔诺贝利核电站事故后，他参与了事故分析，并与其他成员一起对其进行了源项研究。在担任顾问组成员期间，还参与了核电安全基本准则的制订工作。1990年10月，戴传曾率团去法国进行科学考察，参观了压水堆核电站和快堆核电站。那次，没有配备随团翻译。因此，领队、专家和翻译便三位一体集中在他身上。由于劳累过度和气候不适，他病倒了，回国就住进了医院。但他没有惊动原子能院任何人，甚至没有意识到自己病情的严重，以为住一段时间就能出院。因为，他想到他这次回国以后还有许许多多的事要等着他去办。1990年11月11日，原子能院堆工所所长陈叔平去医院看望他。尽管病魔无情地吞噬着他剩余不多的精力，但他还是强打精神，叮嘱陈所长要大胆启用青年人，做好“科研”与“工程”的结合工作，把中国实验快堆搞上去。他还让女儿从抽屉里拿出核电安全分析的有关材料，请陈所长转交给有关科研人员。当他得知快堆研究中心即将在原子能院举行奠基典礼时，虽然病痛难忍，还是露出了欣慰的笑容。1990年11月18日，戴传曾终因心肾衰竭，带着他对核电事业和核科学事业的执著追求和深深眷恋，与世长辞，终年69岁。