核技术研究论文

核物理是研究射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。下面我给大家分享一些核物理学术论文，大家快来跟我一起欣赏吧。

激光核物理

摘 要 在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/cm2, 激光的电场达到~4×1012V/cm.当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象.在这篇 文章 中,作者回顾了这一领域的 研究 进展,并对在不远的未来激光产生 电子 ?质子?中子?X射线和正电子 发展 的潜力进行了一些讨论.

关键词 啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸

1 什么是

最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到;1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3].

在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理?引力物理?非线性场论?超高压物理?天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1].

超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场?强磁场?高能量密度?高光压和高的电子抖动能量?高的电子加速度,这种极端的物理条件, 目前 只有在核爆中心?恒星内部?星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物 理学 领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了 历史 性的机遇和拓展的空间.

2 国内外研究现状

当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/cm2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification, CPA),激光强度提高了6—7个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了3—4个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/cm2到1022W/cm2的靶上功率密度.CPA超短脉冲TW的激光装置在法国光学 应用 研究所?瑞典Lund大学?德国Mark-Plank研究所?德国Jena大学?日本JAERI和 中国 工程物理研究院?中科院上海光学精密机械研究所?中科院物理研究所?中国原子能 科学 研究院等都建有.日本原子能研究所采用变形镜和CPA相结合的技术,运用低f值的抛物面镜,将激光聚焦于1μm的斑点,可以进一步提高焦斑上的功率密度,但是由于放大介质的单位面积上的饱和能量通量和光学元件的损伤阈值的限制,单位面积上最大的光强度?I??th?=hν3σΔν?ac2?,这个数值约为10?23?W/cm2.美国LLNL正在计划建造10?18?W(exawatt)和10?21?W(zettawatt)的激光装置,以期获得1026W/cm2 —1028W/cm2的靶上功率密度.

高强度的激光可以引起许多核反应,当激光强度I>10?18?W/cm2时,在激光电场做抖动的电子能量达到,产生了相对论等离子体.运用强激光在等离子体中产生的尾场去加速电子,如用一台紧凑型的重复频率的激光器可以产生200MeV的电子.这种激光等离子体型的加速器具有比通常电子加速器高出1000倍的加速梯度,即达到GV/m.运用高强度?单次脉冲的激光也获得了100MeV的电子,并测量到它的韧致辐射.超短超强激光还可以产生质子束,并开始运用这些质子束产生正电子发射层析术(positron emission tomography,PET)所需要的短寿命的正电子放射源,一种用激光来产生的小型化的和 经济 的质子产生器有望在未来用于质子治癌.运用超短超强激光直接产生正电子已在英国卢瑟福实验室开展,他们用重复频率的TW级的激光,打在高Z元素的靶上得到每脉冲2×107个正电子,它对于基础研究和材料科学很有用途.通过超短超强激光和氘团簇的相互作用,产生聚变反应的中子,其中子产额可以达到105中子/焦耳,激光产生中子的能量效率已达到世界上大型的激光装置的水平,它可以成为台面的中子源,由于其中子脉冲通量高,但总的中子剂量很小,适合于生物活体的中子照相和材料科学的研究.运用超短超强激光和氘化聚乙烯作用产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ, 50fs, 10Hz, 10?18?W/cm2) 轰击氘化聚乙烯靶,产生104中子/脉冲.运用超短超强的激光在相对论性的电子上的散射,产生几百飞秒?几十埃的硬X射线,可以用来研究材料和生命科学的一些 问题 ,这种超快的硬X射线源对于研究一些高Z物质和时间分辨的超快现象具有重要的意义.超短超强激光所产生的高能电子,在物质中产生高能X射线,可以在裂变物质铀中引起裂变,并在裂变靶中探测到许多裂变产物.在激光的强度达到1028W/cm2时,电场强度只比Schwinger场(真空击穿场强)低一个数量级,在这样的场中,由于真空的涨落被激发,激光就有可能从真空中产生正负电子对,美国Lawrence Berkerly实验室在SLAC高能加速器上,用10?18?W/cm2的激光束和聚焦性能很好的的电子束相碰撞,产生了200多个正负电子对,这是由于在反向相碰的电子和激光中,从电子的坐标系来看,激光的场强增强了Lorentz因子倍,以至于可以远远地超过Schwinger场值,直接从真空中产生一些电子对.

3 新的科学研究的 内容 ,新的交叉点

激光产生高能电子[4—7]

产生高能电子的机制有两种:第一种是在激光场作用下,电子做抖动运动,在激光强度I=10?20?W/cm2时,电子抖动运动能量能达到10MeV;第二种是由非线性效应所产生的能量比较高的部分.用300J,的激光照射在厚的金靶上,测量到的电子能谱分布基本上由两个部分组成:一部分是由有质动力产生的,它的能量在20—30MeV以下,还有一部分就是由非线性效应产生的几十MeV以至100MeV以上的高能量的电子,并和粒子云(particle in cell,PIC) 的 计算 结果符合,目前加速电子最高能量已达1GeV.能散度可达3% .

当激光的强度增加时,光波的压力变得很大,光压推着电子往前走,光波就像一个光子耙将等离子体中的电子推到脉冲的前面积累,形成电子的“雪耙”(snow plow) ,在这种“雪耙”加速中,电子的动能得到增益.在综合了光压作用和激光场的作用后,计算得到在激光强度为I=1026W/cm2时,加速梯度可达200TeV/cm,如果加速长度达到1m,电子能量为2×10?16?eV,在I=1028W/cm2时,加速梯度可达2peV/cm,加速长度为1m时,电子能量为2×10?17?eV,可以用来研究高能物理中的许多问题.

激光产生质子束[8,9]

在激光等离子体中,在I=10?20?W/cm2的情况下,加速质子的能量可以高达58MeV.加速梯度约为1MV/μm.质子被加速的距离只有60μm左右,如何增长加速距离成为非常重要的研究内容,加速质子的机制是相当复杂的,也提出了一些加速模型的设想.实验上的研究结果已显示它存在很好的应用前景.这表现在:

(1) 激光能量转换成质子束能量的效率是高的,而且和激光的能量有关,在激光脉冲能量为10J?宽度为100fs时,转换效率为1%,当500J?500fs时,转换效率为10%,人们已经获得了10?13?质子/脉冲,质子脉冲宽度约1ps,相当于10?25?质子/秒,即?;?106A的脉冲质子流.

从 理论 到实验应该研究如何进一步提高能量转换效率的问题,尤其是当激光能量进一步提高时,转换效率是否还继续上升.

(2) 质子束的发散角比较小,观察到的横向发散角为;mrad,比通常加速器上加速的质子束的发散角小.

(3) 高能质子束的获得可能会在今后的十年中实现,按照Bulanov等人的计算结果,在I=10?23?W/cm2时,质子可以被加速到1GeV以上,在I=1026W/cm2和1028W/cm2时,质子能量可以达到100GeV和 10TeV.

(4) 目前已获得几十MeV的质子束,并已用于为PET产生?18?F等短寿命的正电子源,在英国Rutherford实验室的Vulcan装置上,在20分钟内制备了109Bq的?18?F源,已经可以用在PET上.

(5) 产生200MeV的质子,并用于质子治癌,由于它在能量沉积上的优越性能,以及整个装置可以做得小,成本低,所以在治癌应用上很有发展前景,并可应用于中子照相.目前由激光加速产生的质子的能量分散度为17%.治癌应用要求能散度≤3%左右,因此减少能散度的工作在一些实验室正在进行中.

激光产生中子[10,11]

超短超强激光加热氘团簇产生核聚变,已经产生了104中子/脉冲或105中子/焦耳,从激光的能量转换成中子的效率看,和美国LLNL上的大型激光器NOVA上的每焦耳激光的中子产额相当,比日本大阪大学的大型激光装置Gekko 12上的数值大一个数量级,因此是一种很有 发展 前景的桌面台式的中子发生器,因为这种中子源的时间宽度只有1ps,是一个高中子通量的中子源,可用于材料 科学 和中子照相.

氘的团簇在吸收激光能量后要发生库仑爆炸,应该说到现在为止对于库仑爆炸的机理理解尚不非常清楚,尤其是团簇爆炸后产生的氘分子和氘的小团簇如何产生氘-氘的聚变反应也缺乏细致的了解,在进一步的改进方面,还有发展的余地,例如,如何采用多束的超短超强激光同时照射团簇,或用大于50T的脉冲磁场去推迟热等离子体的解体时间,以增加中子产额.

利用超短超强激光和氘化聚乙烯作用来产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ,50fs,10Hz,10?18?W/cm2)轰击氘化聚乙烯靶也产生了104中子/脉冲,大约每焦耳的激光产生;104中子.Disdier等人用20J,400fs,5×1014W的激光辐照CD?2靶,获得107中子,每焦耳激光产生了;105中子,这是很高的中子产额,他们还要用500J,500fs,1pW的激光照射CD?2,以获得更多的中子.

在激光辐照CD?2平面靶时,除了要 研究 激光能量在CD?2靶上的能量沉积的分布外,如何充分地利用沉积的能量是一个很重要的 问题 .沉积的能量有很大一部分要转变成等离子体的动能,在平面靶的情况下,如何设计靶面形状,以最大限度地使等离子体的动能对D-D反应做贡献.

激光产生硬的超短(~100fs)X射线[12]

用超短超强激光(50mJ,)和50MeV的 电子 束散射可以产生4nm,300fs的硬X射线,虽然转换效率不高,但产生的X射线强度可以在Si表面产生衍射峰,可以用来研究Si表 面相 变过程(从固相→熔化过程)的时间分辨的研究,也可以研究蛋白质折叠动力学,蛋白质的折叠时间为1ns,用300fs的硬X射线可用来了解它的折叠过程中的状态.

激光产生正电子[13,14]

将具有几个MeV的电子,经过很好地准直后,射到一个高Z的靶上,通过Trident过程(Z+e-→Z′+2e-+e+)和Bethe-HEitler过程(Z+r→Z′+e-+e++r′)产生正电子,采用重复频率的超短超强激光和高Z靶的相互作用,每脉冲可以产生2×107个正电子,经过慢化后,储存在磁场中,它对于基础科学和材料科学的研究是很有用的.

4 主要存在的问题和 分析

这门新兴的交叉学科在国际上也只有十多年的 历史 ,但发展十分迅速,搞激光技术和原子核物理的科学家们已经开始在一起召开学术研讨会,共同参加一些实验,由于它是一个新的生长点,发展比较快,也比较容易发现一些新现象,所以合作的积极性也在日益增长.随着超短超强激光技术的发展,在粒子加速?核物理?甚至粒子物理方面可以做出一些很好的工作来.我国发展的情况有些滞后,学科之间的交叉和合作还没有真正形成,学科之间的了解和交流还不够,因此只在交叉学科的边缘上做了一些工作,按照我国在激光技术和核物理方面的力量来说,都应该有可能做出更多更好的工作. 目前 具有超短超强激光装置的研究单位并不少,但将它们运行好,做出好的物理工作的成果并不多.

国内的情况也和国际上相似存在着一个问题,即搞强激光技术的专家和搞核物理和粒子物理专家之间的交流?讨论不够,这就会 影响 这一交叉学科的发展.

从强场物理到超短超强激光技术,到 应用 于各个领域,在世界上是基础科学和技术进步相互推动,相互作用的一个范例,基础研究的需求,以及光学科学的基础,非线性科学的基础,促进了超短超强激光技术的发展,而高强度激光的发展又为物 理学 的发展提供一个崭新的世界.

参考 文献

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20世纪50年代末 朝鲜开始核技术的研究工作 1965年 原苏联在1965年帮助朝鲜建立了“宁边原子能研究所”，培训了部分核技术人才。当时，朝鲜从原苏联引进了第一座800千瓦的核反应堆。 1980年 朝鲜开始在宁边建造一座5兆瓦电功率的天然铀石墨气冷堆。 1985年12月 朝鲜加入《不扩散核武器条约》 1986年 宁边反应堆于1986年建成并启动，可年产7公斤武器级钚。 1989年 朝鲜承认在宁边建成的一个电功率为5兆瓦的石墨冷却研究用反应堆因为铀燃料棒外表锆层破损，不得不对核废料进行后处理，并因此获得130克钚。 20世纪90年代初 美国以其卫星照片为依据，怀疑朝鲜有用于研制核武器的设施，扬言要对朝鲜的核设施实行检查。朝核问题争端从此而产生。 1991年12月31日 朝鲜同韩国在板门店草签了《关于朝鲜半岛无核化共同宣言》。 1992年1月 朝鲜又与国际原子能机构签署了《核安全协定》，并同意该机构对其核设施进行检查，朝鲜半岛的紧张气氛才有所缓和。 1992年5月到1993年2月 朝鲜接受了国际原子能机构6次不定期核检查，但双方对检查的对象和结果意见不一致。 1993年2月 国际原子能机构理事会作出对朝鲜核设施进行强制性的“特别检查”决议，同时，美韩恢复举行曾于1992年暂停的“协作精神”联合军事演习。 到20世纪末 朝鲜相继建成了6个核研究中心、两座研究性质的核反应堆和一座核电试验堆，已在全国范围内探明可开采的铀储量多达400万吨，有6座铀矿可以开采。 2003年1月10日 朝鲜以国家安全为由，宣布退出它于1985年底加入的《不扩散核武器条约》，半岛局势又紧张起来。 2003年8月 中国为解决朝核危机组织了第一轮六方会谈 2004年2月25日至28日 第二轮六方会谈在北京举行，各方表示将致力于朝鲜半岛无核化，并愿本着相互尊重、平等协商的精神，通过对话和平解决核问题，维护朝鲜半岛和本地区的和平稳定。 2004年6月23日至26日 第三轮六方会谈在北京举行，朝方表示愿意以透明的方式放弃核武器计划，强调核冻结是弃核的第一阶段，愿意为此接受核查。 2004年9月12日 朝鲜发生大爆炸事件。大爆炸产生蘑菇云团。外界猜测朝鲜进行核爆实验。朝鲜外交部发言人说，这只是一次山体爆破，目的是为修建水电站。 2005年2月 朝鲜正式宣布拥有核武器 2005年5月 朝鲜宣布从核反应堆内取出8000根废燃料棒，重新启动根据框架协议冻结的5兆瓦核反应堆，并恢复了5万千瓦和20万千瓦核反应堆的建设工作。 2005年9月13日至19日 第四轮朝核问题六方会谈第二阶段会议在北京举行。19日，与会各方一致通过《第四轮六方会谈共同声明》，就解决朝核问题达成六大共识。朝方承诺，放弃一切核武器及现有核计划，早日重返《不扩散核武器条约》，并回到国际原子能机构保障监督。美方确认，美国在朝鲜半岛没有核武器，无意以核武器或常规武器攻击或入侵朝鲜。 2005年11月 第五轮六方会谈在北京举行 2006年10月3日 朝鲜称将在科研领域在绝对安全情况下核试验 2006年10月9日 朝鲜成功进行核试验

题目： 新型扳手星期天，我和哥哥一起去换自行车外胎，让店主帮他换，修理的工人拿来一个，工具包里放着许多扳手，又从中找出M8、M6、M5、M4的扳。应为自行车结构复杂所以用扳手松紧螺丝非常麻烦，白来白去，弄了半天，还是有几颗上的不紧，看得我们都着急。修理工人只好又费力的加工了一番，终于完成了，可是他已经满头大汗了。我见后，思考着有没有一种改变扳手的使用原理，使它更方便，而又能配有多样的扳头呢？我又查了许多关于扳手的知识，忽然，一个发明的火花闪过我的脑海：如果做出一种多用扳手，在活动手柄和扶手上旋转多种规格的扳头可以选择，可以旋转和垂直使用，多好呢！这种半首的制作方法很简单，找4个所需要的扳头，用铁环固定在活动手柄和扶手上。四种扳头就可以自由旋转，手柄可以垂直放置了。这样，旋转速度快而且省时，又可以水平放置，使用时扭力又大，多方便啊！这个作品的用法也很简单：垂直放置，当放进螺丝钉或放松开螺丝钉旋出时，这时用力不大，可以转动活动手柄垂直放置，一手夹住扶手，一手可以快速旋转，这时用力最小，可以在顷刻之间快速旋转下螺丝钉；水平放置，用力不变的情况，力聚改变——加长，可以使扭力工具增大，用于夹紧或夹紧后用力松开螺丝钉的一刻；还有四种规格可以选择，不需要更换，只需要旋转至所需要的规格即可。四种规格连在一个整体上，不容易丢失。这种扳手出来后，只要轻轻松松的就解决辛苦的上下螺丝麻烦了。希望大家能够在生活中多思考，多长一双发现创新的眼睛，相信将来你也可以创造出一些有帮助人们的想法。(这是以前自己修改的一片科技小论文，希望能帮上你。）

我身边的科技史 ——简记工程物理系的科技发展历程本篇主要记述清华大学工程物理系的建立、发展过程、科技成果以及我对这一历程中若干问题的分析和探讨。一、工程物理系的成立原因。首先介绍一下当时的国际背景。1955年，国际局势依然很动荡，刚刚诞生不久的人民政权通过抗美援朝战争的胜利捍卫了祖国的安全，使自身得到了稳定。但是出于对社会主义国家的“先天嫉恨”及朝鲜战场上的失败，以美国为首的西方国家对共和国开始实施经济制裁、政治孤立和军事威胁等手段，妄图用19世纪以来列强欺侮弱国的方式颠覆人民政权。而其中最为严重的和西方国家引以为“法宝”的就是他们手中的“核弹牌”，他们想以此来进行核垄断和核讹诈。面对帝国主义的核威胁，党中央毅然作出了中国要发展核工业、研制核武器的战略决策，以保卫祖国安全、打破西方威胁。1955年1月14日周总理同著名科学家李四光、钱三强谈话，询问了我国核科学研究情况。1月15日毛主席主持召开了中共中央书记处扩大会议，会议听取了李四光、刘杰、钱三强的汇报，研究了我国发展原子能事业的问题，并作出了上述决定。同时，会议决定由周总理亲自组织实施。现在看来，当时作出这一决定主要还是为了研制我国自己的核武器，以捍卫祖国主权。核工业也几乎都是为了军事目的服务的，并没有形成后来有关核工业对国民经济重要性的深刻认识。这可以从当时核工业无一例外均为军工企业的情况看出。当然，这也是当时的危险国际环境决定的，国家安全是迫切而最为重要的一环。为了开创和发展原子能事业，急需培养大批原子能方面的技术干部。在人才培养方面，采取了几项措施：1、 由刘杰、张劲夫、钱三强、蒋南翔等组成领导小组，加强对原子能干部培养工作的领导。2、 经国务院批准，由钱三强、蒋南翔负责，在苏联、东欧的中国留学生中，选拔专业相近的学生，改学原子能专业。3、 1955年夏开始，在北大成立物理研究室（后改技术物理系），在清华筹建工程物理系。4、 高教部于1956年9月组织了一个以蒋南翔为团长，周培源、钱伟长、胡济民等为团员的中国高等教育考察团访苏，了解苏联培养原子能干部的有关情况。5、 1956年3月，周总理正式批复同意高教部的《关于培养和平利用原子能干部的方案及有关问题的报告》。报告中确定在北京大学、清华大学等高校增设和平利用原子能的专业。（这其中第2、第4条显然得益于当时中苏交好的国际背景。同为社会主义国家，又同样面对西方势力的威胁，这让苏联这位领先一步的“老大哥”有意愿帮助中国开展有关工作，组成实质上的坚强联盟。由此可以看出国际大背景对国内一些具体事件的发生、发展是大有影响的。）正如上列的人才培养措施所示，清华大学将成立工程物理系，这便是工物系成立的开端。需要指出的是，我国核武器的研制并不是由工物系及北大的技物系主要完成的。他们中有部分教师和学生参与了一些辅助性的外围工作，不是主力军。那项任务主要是由归国的爱国专家及他们抽调的科研人员在极为隐秘的情况下完成的。但工物系的成立起到了培养核能事业后备军的重要作用，这能够保证我国在这一关键技术领域长期发展从而间接起到保卫国家安全和人民幸福生活的目的。从这个意义上来说，当时成立工物系确实是党中央和具体项目领导小组成员的远见卓识。二、工物系的筹建。蒋南翔校长回国后，于1955年11月向国务院上交了访苏报告，拟定在清华大学设立实验核子物理、同位素物理、远距离自动控制、电子学技术、无线电物理、半导体及电解质、空气动力学、固体物理、热物理及稀有元素分离工艺共十个新专业。实际上，当时除远距离自动控制专业外，其余九个专业皆设立或启动于即将成立的工程物理系。在师资方面，蒋南翔校长分别向高教部和北京市提出请求，为工物系配备优良师资。在中央的支持下，何东昌同志留任工物系系主任，天津大学的汪家鼎、石油工业部的李文才、留美回国的李恒德、留苏归国的张札等一些专家、教授、教师陆续调入了工物系。学校当时还从其他系和教研组抽调了许多优秀教师到工物系。蒋南翔校长在苏联考察期间，与我驻苏联大使馆有关人员商定了一部分留苏学生改学原子能专业，为师资作准备。在招生方面，1955年以机械系工程物理专业招收一年级新生四个班，1955年9月，由北外俄语专修班调入一个年级新生一个班，1956年春由校内机械等系又调入55级学生两个班，组成一年级。同时于1955年秋由机械、动力、电机等系调入53级学生46人组成三年级，调入54级学生54人组成而年级。这样，初期的学生已经初具规模。学校1955-1956年度第十一次校务行政会议和1956-1957年度校务行政会第一次会议，分别讨论57年本校基建任务和通过1957年房屋基本建设任务时，决定列入建设工程物理管，面积15000平方米。1958年7月建成，实际建筑面积12000多平方米。在各种条件初步具备的情况下，1956年10月27日，1956-1957年度校务行政会议第二次会议“议决：成立工程物理系，由何东昌同志担任系主任”。这就是工程物理系的成立过程。三、建系到文革前。在这一阶段，工物系从平地起家，艰苦奋斗，建立系领导班子，筹集教师队伍，设置各专业教研组及相应的实验室，开出了全部课程，建立了核反应堆，创建了核科学技术教学科研基地“200＃”，培养了我国首批核科技专业毕业的大学生，他们在艰苦的核国防、核工业岗位上作出了自己的贡献，工物系进入了第一个辉煌期。在这个阶段，教研组是教学、科研实体，与专业或专门化一一对应。初期只是专业小组，1958年后才陆续正式成立各教研组，分别是：核电子学教研组，实验核物理教研组，加速器教研组，计量防护教研组，理论物理教研组，同位素分离教研组，核材料教研组，反应堆教研组，放射化工教研组。当时条件极为艰苦，大多数教研组都可谓“一穷二白”，白手起家。比如说实验核物理教研组，当时实验课开课的工作量和困难都很大。要做核物理实验，先要试制探测器，气体探测器的试制是在真空专家何增禄教授指导下，从建立特殊的玻璃真空系统开始的。为准备闪烁探测器实验，先到北大、261厂学习制作碘化钠晶体，而当时他们也尚未研制成功。组内每人一个题目，想方设法去完成。终于一年后为物9班开出了第一批核探测器方面的实验课。但尽管条件很差，教研组的教师和部分同学还是取得了非常优秀的科研成果。对于实验核物理教研组，1959－1960年，在苏联专家别尔金和科学院梅镇岳教授的指导下，开展了光核反应、中子物理研究，并以“真刀真枪”的方式，让学生在科研任务中作毕业设计。该组还解决了高温、高压、高辐射条件下的真空密封等工艺问题，在全国首先研制成功的核反应堆控制用的电离室，解决了苏联封锁的难题。对于核电子学教研组，一方面从基础教学做起，一方面和北大、原子能所一起，在苏联专家指导下研制当时国际水平的100道多道分析器和线性脉冲放大器。为了贯彻教学、科研、生产相结合的方针，组织师生设计、制造单道谱仪，每套由高压电源、进位器、线性放大器、单道脉冲幅度分析器等组成，后来这套仪器转给了营口电子仪器厂批量生产。再比方说加速器教研组，1955年蒋南翔校长访苏期间从苏联购买了一台25 MeV的电子感应加速器，苏方派专家到我校指导安装调试和应用。25MeV加速器1958年底曾达到过额定指标，但不稳定。1959年苏联专家撤走时，加速器γ射线输出为零。1960年实验室依靠年轻教师和实验技术人员采用了磁场补偿方法，不仅使加速器工作稳定了，而且射线输出超过原设计指标50％。其间实验核物理组的工作人员利用该加速器开展了建系以来第一批核反应研究。1958－1962年还建成了400KeV高压倍加器，实验核物理的工作人员在其上开展了中子物理实验研究。1959年还设计、制造了我国首台5MeV电子感应加速器，1963－1964年出束。1965年建成了电子回旋加速器。教学方面，1956－1959年曾聘请苏联专家讲授加速器的原理，并编写了《粒子加速器物理基础》一书出版，这是我国最早的加速器教科书。计量防护教研组主要从事课程建设，同时配合200＃的建堆，参加了反应堆屏蔽的理论计算和设计工作。还结合教学、科研工作的需要，组织翻译了“反应堆屏蔽手册”等书籍。此外，理论物理教研组、同位素分离教研组、核材料教研组、反应堆教研组以及放射化工教研组也都取得了大量的科研成果，不再赘述。在教师方面， 这一时期主要采取了四项措施来建设一支优秀的教师队伍：由校内调入年轻教师，边干边学，边学边教，虚心向校内外的专家和书本学习请教；引进优秀人才,如从浙江大学、天津大学、留苏、留美的科研专家中抽调优秀人才;按德才兼备原则选拔优秀学生，进行培养，让他们学与教“双肩挑”，提前工作压担子，早日得到科研教学锻炼；聘请苏联专家。这些措施对工物系师资水平的提升起到了极为重要的作用。文革前工物系招收和部分调入的各级学生，坚持了高标准，录取分数和政治条件都是全校最高的。建系初期的教师、学生情况，充分反映了当时人们对献身祖国原子能事业的向往和自豪，也充分说明了国家、学校对培养原子能干部的高度重视和支持。我还想谈一点关于专业调整变动的看法。这一时期，起初拟定在工物系设定十各专业，后来将放射性稀有元素工艺学专业调往化工系，远距离机械及自动化装置放在了电机系，电子学专业、无线电物理专业、电介质及半导体专业在1957年调入新成立的电子系。若将目光放到文革后，则会发现工物系的理论物理、固体物理、核物理教研组调往复建的物理系，生物物理研究室也调入了生物系，材料科学专业调入了材料系。这一切变动无疑反映了校方对于各专业更为科学的认识与分类。从实际上讲，布局也确实更为合理，但却使工物系的规模不断缩小，专业、学生数也越来越少。起初庞大的工物系确实称得上是工程和物理的大结合，专业众多，系统庞大。但经历了几次调整之后工物系几乎只剩“核”了，也许这是专业的回归吧，毕竟原本就是为了“核”这一核心服务的，但却令现在的许多人对工物系是干什么的莫不着头脑。全是以核为中心难道仍可以称其为“工程物理”吗？系名似有不妥，应当与时俱进才对。当然，系内专业的变动也与国家方针有关。起初建系主要在于培养与核有关的各方面人才，无论无线电、半导体、热物理，还是电子学及自动化，只要与核相关、核工程实施中需要就全部纳入、统筹培养。实质上这是形成了一个团队，内部成员各司专业，一起做核工程的事便几乎不缺少其他专业的专业生了。这倒也是一种短期内满足国家迫切需求的方式，与国家意志相一致。但随着后来对各学科的深入认识，大家发现电子学、材料学等也各有一大片重要应用天地，其意义不亚于核工程，所以国家及学校逐渐进行了调整，以便更有利于国民经济发展和我国科技水平的全面进步。以工物系形式上的部分牺牲换来了更好地为国家服务，我想这也是值得的。当然，工物系也与时俱进地新建立了一些专业方向，拓展了核科学技术地应用和研究范围，这是后话。四、文革十年其间1966年5月到1970年五月教育工作陷入完全停顿地状态，大部分涓埃哦是下放到农场劳动。在此期间，由军宣队与工宣队组织的“革命委员会”领导全系工作，废除原教研组建制，实行班、排、连体制，强行系、厂并，将原工物系所属专业大部分并入试化厂200＃。所属教师参加该厂的“斗、批、改”及厂内有关的科研、生产、教学工作。广大教师虽身受多种干扰，仍然想方设法多给国家做一点有益的教学、科研工作。广大学员来自基层，文化基础参差不齐。为了使学员们学懂、学好，教师们认真编写教材，深入工厂进行调查研究，结合实际讲解，还进行开门办学，理论联系实际搞技术革新，如带领学员们到水泥厂安装料位计、到燃料元件厂参加生产实验等。大多数学员很珍惜乱中难得的学习机会，克服困难，努力学习。学员毕业后，很多人继续学习和深造，他们成了各领域的骨干人才。文革中，科研处于半停顿状态，工物系取得较大进展的项目有两项：一是同位素离心分离技术的研究，改进型第二代离心机研制成功;二是加速器项目，1974年作为技术牵头单位参加了北京市组织的医用电子直线加速器会战，建成了国内首台医用行波电子直线加速器，并投入医院使用。五、1977年到1995年。消除文革的影响，尽快恢复教学科研秩序；调整、改革，探索、解决新形势下出现的矛盾和问题，求得新的发展，是这一阶段的主要任务。广大教师开始学习使用计算机，更新实验仪器，重新编写课程讲义、实验讲义，恢复、调整和重建大部分实验室。随着核工业的逐步复兴，为了满足中国核工业总公司的人才需求，从1992级开始每年招收第二学士学位“核工程与核技术”专业一个班。为适应我国核电发展的需要，还为大亚湾核电站等单位举办了多届继续教育培训班。这个阶段，工物系有“核电子学”，“反应堆物理”和“智能物理仪器”等三门课程被评为清华大学一类课，“核电子学”教材荣获国家教委优秀教材奖和核工业部优秀教材特等奖，“离心分离理论”教材获国家优秀教材奖。在此期间，科研也逐步有了较大发展，完成了国家“六五”“七五”科技攻关项目中的铀同位素分离研究、核电安全分析等13各课题，以及“863”高技术项目――快中子反应堆方面的课题、实验工业CT研究等。承担了“八五”科技攻关项目：“大型集装箱无损检测技术”、“海关大型货物在线检测用加速器”、“铀同位素分离技术”等的研究。在科技成果转化方面，也进行了有益的探索。1984年10月，工物系与海淀区联合成立了以研制开发工业核仪表为主的新技术企业“北京华海新技术开发公司”，这个公司是中关村和学校的第一批新技术企业之一。它对成果转化、新技术企业的兴起以及核技术的推广应用，起了一定的带头作用。六、1996年至今。1995年9月成立了核技术研究所，撤销教研组设置。与此同时，实施了系管教学、所管科研的机制。系机关也由管理型向服务型转化。这些系内体制和管理机制的改革对工物系在新时期的更好发展提供了强大的推力。在“九五”“十五”期间，工物系完成了“九五”攻关项目、“十五”专项项目――离心法分离同位素的实验研究，“九五”攻关项目、“H986工程”项目――移动式大型集装箱检测系统的研制；“十五”攻关项目、“985”项目――大型高能工业CT样机的研制等等。基础研究方面，完成了国家自然科学基金重点项目“大型工业螺旋 CT 关键物理与技术问题研究”；和物理系等共同承担的973项目“硬X射线调制望远镜HXMT”取得较好进展。还承担了自然科学基金重点项目：“低温等离子体辅助制备纳电子期间单元机理的研究、球形环等离子体电流非感应建立及维持的研究”。教育部重大平台“公共灾害防治科技创新平台”等课题。这些只是具有代表性的较大项目，工物系另外承担的项目还有很多，这里不再详细列举。1996年开始对大型集装箱检查系统进行成果转化。通过1997年同方公司投资组建的企业（即现在的“威视股份”）的形式实施集装箱系统成果转化，在成果转化过程中探索出了“带土移植，回报苗圃”的新模式，推出了固定式、车载移动式、组合移动式系列集装箱检查系统。工物系研制的煤灰分测量技术、低温启动器装置等的成果转化都取得了新进展。2005年，为了促进学科发展、促进公共安全科技成果的转化，组建了以开发公共安全产品为主的辰安伟业科技有限公司。在这一阶段，实验室水平进一步提高，且数量增加。新建成了“等离子体科学与聚变实验室”，“公共安全科学与技术实验室”。“电磁兼容实验室”等。“粒子技术与辐射成像实验室”被定为国家教育部重点实验室，“物理分离实验室”被评为清华大学一级实验室。各实验室都新增加了很多先进的仪器设备。七、个人感受。工物系的科技成果成绩斐然，，而它在科研体制方面的探索业是有很多优秀成果的，如系管教学、所管科研的新型体制的建立，定向生培养模式以及与时俱进地调整专业设置、更好地适应社会和国家需要等等，都极有借鉴意义。这些也是工物系领导和教师地智慧结晶。而科学建制对科技发展的影响是巨大的，我们可以从过去的科技史资料中得到这一启示。当然，我认为工物系还应当在一些方面进行改进。作为大一学生，我不可能深入了解到科研、管理方面的内容，只能就教学方面从我作为学生的角度谈一点感受。我认为工物系应当在大一上下学期都增加一两门专业概论性质的课程，而不是推迟到暑假小学期时才开始。这样能让学生更早、更清楚地认识自己将来所从事地专业，了解其需求的各种能力，更有针对性地指导自己平时地学习。这样的话我想大家的积极性和效率会更高；其二，我认为系里应当多组织学生参观实验室，简要介绍相关设备的功能、原理和应用，以及实验室的主要科技成果和历史，而不是让学生自己去找，因为没有一个统一的安排与督导，大家可能会很少去关注那些看起来冷冰冰的仪器设备什么的。我认为组织统一参观可以开阔学生视野、启迪学生思维，这对学生的成长时大有益处的;其三，应当尽早（如大一）向学生介绍将来转也的各个研究方向，以便学生心中有底，平时能够更多地去了解自己感兴趣的方向，对将来选择那个方向结合自身特点作出更为合理的判断，从而避免掉推研时在短期内盲目地去跟风，既不了解研究方向，也不知道自己地兴趣点。工物系已成立五十多年了，五十多年以来，在工物系工作过的教职工上千人，在工物系学习过地学生近万人，系友中有23名两院院士，13名共和国将军，一批党和国家领导干部、海内外学者、企业家，还有一大批在国防和国家重点单位的各种岗位上辛勤奉献、成绩卓著的无名英雄。工物系书写了半个世纪的辉煌篇章。在新的征途上，我想工物系一定能够做出更大的贡献！祝福工物……工物系 核71班 马晓 2007011769参考书目：《清华大学工程物理系建系50周年纪念文集》 王金爱/刑振华/戚群力主编 2006年9月《清华大学与中国近现代科技》 杨舰/戴吾三主编 清华大学出版社 2006年1月