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静电加速器复旦诞生记

作者:陈炽庆发布时间:2005-04-13


1965年,我校成功研制出我国第一台自行设计,由国产材料生产的静电加速器。作为自始至终参与这一项目的科研人员,我亲身见证了这一过程。

1958年11月中,我奉命参加102所(物理二系)质子静电加速器的研制。当时组内人很多,仅物理系61届的就有侯旅适,沙震元和我,侯旅适首倡制造加速器,大家纷纷响应。我们依照北京原子能所加速器临摹的草图,画成加工图,白天跑器材联系加工,晚上磨光翻砂铝制的均压片,磨平加速管用的玻璃圈。终于在58年底,把100号楼的楼板挖了个大孔,将加速器主体安装起来。

59年起进行加速器的完善和调试,60年春迁入新建的三号楼,上海锅炉厂加工的大钢筒也开始安装。但加速器的设计因过于抢进度,有不少欠缺,所以一直无法正常运转,60年下半年起酝酿改建。高教部听取我校汇报后,同意加速器改建立项并预定投资200万。随后在国家科委召开的上海锦江饭店高压电器会议(我校王潜智与会)上,我校改建的加速器与外单位二台加速器一起列入二机部军工产品计划,下达给上海先锋电机厂生厂。我校的加速器,预拨款120万。

为改建成立了设计组,成员先后有陈炽庆、陈兴华、王潜智、吴培椿、汤国魂和谈性坤。总支书记徐余麟同志要我任组长,并指示,改建时要利用已有的大钢筒和中间电极。几经周折,我在上海电缆厂借到加速器电场设计的原文,英语不行靠字典,数学不行靠自学,同时向倪光炯老师请教,历经数月终于掌握了加速器电场的计算方法。

计算表明,如果均压环选用椭圆截面,能显著提高均压环表面电场的均匀性。最后将三套设计方案向加速器组作了汇报,经副系主任杨福家阅批,将预定的3.0Mev改为2.5--3.0Mev。61年底,由王潜智和陈炽庆赴京向高教部和国家科委汇报,并通过了北京加速器专家叶铭汉、陈键朴的审查。

当时先锋厂由总工周启章牵头,具体协作的是王顺发、肖玉贵和沈加良等。设计组内,谈性坤留校设计离子源系统,王潜智负责厂校协调,其余四人去先锋厂。我负责加速器的总体设计,加速器与三号楼的衔接安排,拟定零部件出厂标准和明细表。汤国魂绘制1:2的加速器总装图,还负责设计磁分析器磁透镜等,设计中他纠正了不少苏联原图的错误。吴培椿负责输电系统等的设计,并考虑加工工艺和工夹具方面的问题。陈兴华负责设计加速管设计及考虑加速器运行时的机械稳定性。几年间我们共绘图约七千张。

我们的特色设计是椭圆截面的均压环,其长短轴之比是40:16.4。市场上没有椭圆管,最终找到上海永鑫无缝钢管厂的全国劳模潘阿耀技革组,答应和我们一起试制。起初只买到碳钢圆管,为保证质量,大家硬是用锉力、砂皮把钢管表面上的砂眼、锈斑擦痕磨平打光。拉管的模具经多次改进,终于在62年除夕深夜,拉出了合格的椭圆管。后来又拉制了一批不锈钢椭圆管,我们就加工了一套备份均压环,多余的椭圆管,由先锋厂为后加工的九院、川大、北大的加速器配置了均压环。我们椭圆均压环的设计与实践也为我国的加速器事业作出了贡献。

63年起先锋厂开始大规模投料加工我们的加速器。1965年10月加速器运回复旦,在两个月内,完成了老加速器的拆卸和新加速器的安装,于1966年1月一次运转成功出束,分析器后的弯管束流40微安,能量为2.5Mev,以后逐年提高,最高稳定能量达3.0Mev,且可在0.4--3.0Mev范围内连续可调。此后加速器运转多年,为科学研究、培养人才、学科建设、中外学术交流做出了贡献,为复旦和祖国争了光。

北京原子能所的静电加速器是国内第一台正式运转的机器,但它的许多零部件,是解放前由美国购回的(杨子晚报2004年9月13日B16),所以我校改建的加速器,才是我国第一台完全自行设计,由国产材料生产的加速器。在相当长的时间内,它的性能在国内是最好的,甚至好于从苏联进口的2.5Mev加速器。加速器在先锋厂的费用约85万,校内配套也不超过20万,是国产加速器中最节省的。该项成果曾荣获上海市重大科技成果奖,内容是:奖给复旦大学,你单位负责研制的2.5兆电子伏质子静电加速器(军工)。
 

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