張家驊檢視原始碼討論檢視歷史
張家驊,原子核物理學家,中國放射性同位素應用領域創始人之一。開辦訓練班,著書立說,培養了數以千計的學員,成為各地早期原子能和平利用事業的骨幹力量。領導開展同位素應用技術的研究和同位素儀表的研製。長期致力於釷基核燃料循環的研究,為中國和平利用原子能和釷基核燃料研究做出了重要貢獻。同名的還有一位西南大學教授和一位攝影家。
巨大貢獻
張家驊自70年代起致力於釷基核燃料循環的研究,專心致志思考研究進程中的每一項細節。他自認為這是他回國以來親自參加的比較稱心的研究課題。
他認為,一個國家的人均能源消耗是這個國家是否發達的標誌。中國煤和石油 資源有限,發展核能是必由之路。如今世界各國發展核能所需的核燃料主要是鈾。中國 鈾的 資源並不豐富,但釷的資源卻有相當儲量。中國已探明的稀土 資源儲量約有30萬噸的共生釷,其中有含釷量較高儲量不小的獨居石。因此,從長遠觀點來看,實現以釷基作為核能 資源將是十分重要的。
他從核能工程角度考察,認為釷的 物理性能比鈾238為好。釷232-鈾233組合燃料有可能在慢(熱)堆中實現自持式運行,而且可以採用 工藝上最為成熟的輕水型反應堆。而以鈾238-鈈239為組合燃料則只能在快中子反應堆內實現自持或增殖,技術難度較大。
使用釷基核燃料有一個眾所周知的不利因素,那就是會產生髮射高能γ射線的釷228子體。針對這一難題,張家驊及其課題組首先查明釷228的來源:釷232經(n,2n)反應 產生釷231,經β衰變,產生鏷231,再經(n,γ)反應產生鏷232,經β衰變變成鈾232,然後再經過α衰變成為釷228。控制釷228產生的關鍵在於減少鈾232母體的生成。(n,2n)是有域反應,只有通過快中子才有(n,2n)反應。堆中子譜如快中子含量少、鈾232產額相對就少。張家驊等通過實驗證實了「232U/233U的比值與反應堆中子流中的快中子含量成正比」。因此只要改變反應堆設計參數,減少中子能譜中的快中子含量,就可以有效地控制源於釷228子體的高能γ射線源的產額。
張家驊經過分析認為,經過長時間照射以後233U/232Th可以達到一個飽和值。這個值與反應堆參數有關。為此,張家驊等在參考比照已知四種天然放射性核素系所具特性基礎上,進行了理論計算,證實在反應堆衍生核素序列達到飽和穩定狀態時,這些衍生核素的相對比值保持恆定。他們定名此衍生核素序列為「第五不穩定核素系」。第五核素系的成員數比四個天然核素系成員數要大得多,也龐雜得多。
第五不穩定核素系概念有一個重要的應用,就是深度燃耗的問題,由於233U/232Th達到飽和,系統中233U燃料的含量基本上維持恆定,這樣使233U的鏈式反應得以連續進行。233U不斷裂變掉,而又源源不斷地得到補充。按照他們的計算,這種釷—鈾組合燃料實現自持是比較容易的,但實現核燃料的增殖似乎是困難的。
釷—鈾組合燃料的燃耗可以比鈾—鈈組合燃料的燃耗深。這是由於鈾238產生的鈈239產額較少,因此,釷—鈾組合燃料可以比鈾—鈈組合燃料燒的時間長,減少了後處理工作量。
這項工作,張家驊在悉尼舉行的第九次 太平洋地區國際核會議上提供了書面報告。
1980年,張家驊被任命為原子核所副所長,1982年任所長,1983年後任名譽所長。任副所長、所長期間,他為輻照保鮮等應用倡議並積極推動建成上海市輻照中心,領導開展了一系列輻照保鮮實驗研究工作。他親自主持了 回旋加速器改建方案的審定,主持確定引進一台4MeV質子靜電加速器,以開展質子X光熒光分析等核技術應用。他曾提出在原子核所建立一座科學實驗用的高通量堆。他關注了2×6MeV串列靜電加速器廠房的設計與建造。總之,在所黨委領導下,張家驊在制訂科研規劃、加強所的學術領導、開展國內外學術交流等方面做了他力所能及的工作。
科學家精神
2020年9月11日,習近平在北京主持召開科學家座談會並發表重要講話,他指出:「科學成就離不開精神支撐[1]。科學家精神是科技工作者在長期科學實踐中積累的寶貴精神財富。」科學家精神是胸懷祖國、服務人民的愛國精神,勇攀高峰、敢為人先的創新精神,追求真理、嚴謹治學的求實精神,淡泊名利、潛心研究的奉獻精神,集智攻關、團結協作的協同精神,甘為人梯、獎掖後學的育人精神。新中國成立以來,廣大科技工作者[2]在祖國大地上樹立起一座座科技創新的豐碑,也鑄就了獨特的精神氣質。
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參考文獻
- ↑ 科學成就離不開精神支撐,光明網,2020-09-14
- ↑ 5月30日,成為我國8100萬科技工作者的節日,新華網,2016-12-13