张焕乔
1978年庐山主峰,中国数学学会第三次核化学大会,第一排左起顾以藩、李寿楠、王淦昌、何泽慧;第二排左起张焕乔、洪润生。
1988年在串列加速器R60°散射靶室做实验。
1996年在美国利亚洛核化学国家实验室。
2014年9月16日在串列加速器实验室,左起林承键、刘祖华、张焕乔。
2015年10月27日法国国家核研究所Gomez院士访问原子能院,后排左起林承键、Gomez、张焕乔,后座左起王东玺、孙立杰、杨磊、贾会明。
综观张焕乔先生的核化学生涯,他师从名师,勤劳严谨,先后从事中子化学、裂变化学和重离子化学研究,在每位领域都取得了很重要的成果,做出了重要的贡献。他强记博闻、记忆精准;他为人随和,乐于关心、帮助朋友;他严于律已,宽以待人。在做人、育人和科研工作上都是小辈学习的楷模。”
张焕乔(1933年—)
张焕乔,核化学学家,1933年12月13日生于重庆巴县的一个商人家庭。童年的经历培养了他顽强的毅力、独立能力和自学意识。自小就对自然科学形成了强烈的好奇心和浓郁的兴趣,在巴蜀学校遭到了良好的学校教育,更降低了对数理物理科的浓烈兴趣。在农村上完中学,1946年考入巴蜀学校,1952年考入上海学院化学系,为了适应国家发展原子能事业的须要,1955年转到上海学院化学研究室,师从胡济民和朱光亚等名师。1956年结业后至今仍然在中国原子能科学研究院工作。1958年10月至1960年1月,在南斯拉夫库尔恰托夫研究所实习期间师从M·彼伏日涅耳院士。在杨桢领导下发觉的压电振荡石英单晶硅中子衍射提高现象与后来她们发觉α碘酸锂在外场下的中子衍射提高一起获1982年国家自然科学奖三等奖。近垒重离子诱发裂变机制的研究成果获得1992年厅级科技进步奖银奖和1999年国家自然科学奖三等奖。1987年任中国原子能科学研究院研究员、核化学所科技委书记和原子能院科技委常委,1997年连任中国科大学教授,2004年获得何梁何利科学与技术进步奖。
张焕乔于1933年出生在重庆巴县的一个商人家庭。母亲张永清勤俭忠义,尊师重教,精于商道,乐于慈善、公益和教育事业。张焕乔从小就饱含对自然世界的好奇和探求之心,高中时代良好的中学教育更迸发了他对自然科学的兴趣。
固守科研一线,勤于化学研究
自1956年夏天从上海学院核化学专业结业分配到中国科大学数学研究所(现中国原子能科学研究院前身),从事核化学研究,张焕乔一干就是六十多年。他弘扬于钱三强、何泽慧和戴传曾等老一辈核化学学家,曾常年在何泽慧先生身边工作,遭到很大教诲。
张焕乔最初来到钱三强、何泽慧先生领导的中子化学研究室,在戴传曾先生的中子衍射研究组出席构建中子晶体谱仪、中子衍射谱仪及检测中子截面的工作。从最初的阅读精典文献、焊接、安装和调试仪器开始,他在非常狭小的条件下,动手实干,自力更生,为我国第一台北子晶体谱仪和第一台北子衍射谱仪的构建做出了重要贡献。
五年后即1958年,张焕乔赴苏俄库尔恰托夫原子能研究所实习。刚去南斯拉夫期间,因为遭到国外“大跃进”形势的影响,他不到三个月就寄信要求归国出席献礼,室主任何泽慧先生回信指出要注意学习人家积累的科学研究方式和先进经验。何先生的忠告使他愈加勤于工作,在南斯拉夫期间出席了中子裂变截面的检测、固体声子谱和高温反铁磁性实验等工作,并参访了库尔恰托夫研究所的全面核化学研究工作,对其创新意识印象深刻,获益颇丰。归国后他在杨桢领导下参与了在重水堆上进行的压电振荡石英单晶硅中子衍射提高现象的发觉,并提出合理解释和实验验证方案,强调晶体压电振荡形成应变,导致晶格的动态变化,晶体对中子衍射有效长度降低,造成衍射中子提高。该项成果与后来杨桢等人发觉α碘酸锂在外场下的中子衍射提高一起获1982年国家自然科学奖三等奖。
随着我国20世纪60年代发展核装备需求的加强,核数据检测成了当务之急。张焕乔于1960年夏天调入裂变化学组,在何泽慧先生的领导下举办工作。1962年负责举办238U对裂变谱中子的裂变截面的绝对检测,为了提升计数率,制备了大面积均匀的薄铀样品,设计了大半径裂变室,并提出借助235U热中子裂变的平均中子数作为基准来进行裂变截面的绝对测定,与陈进贵、崔讷河和刘桂生一起顺利完成了此项任务,接着完成了235U和239Pu对裂变谱中子的裂变截面检测。
1973年,为国防须要,张焕乔负责举办239Pu快中子裂变的瞬发中子平均数(νp)随入射能量(En)变化的检测,要求精度达1%。当时拥有的实验手段不能满足要求,于是他率领课题组,自己动手创造条件,用三年多时间,在国外首次制成大体积载钆闪动液体侦测器、载量达105微克钚的快裂变电离室(过去仅1微克钚水平)和高稳定性的脉冲数剖析器。最后测得的νp值精度达0.8%,与当时美国最好水平相当。检测的数据显示在0.15~2.0MeV能区νp(En)的斜率有增长的趋势,后来得到英国橡树岭国家实验室数据的支持,也在英国ENDF/BV数据库中得到反映。该数据被英国国家数据中心搜集,并获1978~1979年度国防教委重大成果奖二等奖。
系统研究了自发裂变和中子诱发裂变的中子平均数及其与碎片特点的关联。精确检测252Cf自发裂变的瞬发中子平均数及中子数量分布,提供了高精度裂变中子产额的中级标准,被国际上誉为“高质量的检测”。国际核数据委员会将此数据作为原始标准数据搜集和推荐,是承认的13个数据中精度最高的4个数据之一,至今仍是国际上“热中子常数和252Cf自发裂变中子产额”这组重要中级标准中被收入的惟一中国数据。
张焕乔充分借助国外条件,在国外带动了超钚核的化学研究。他对国外可获得的超铀核240Pu,242、244Cm和252Cf自发裂变的瞬发中子平均数及中子数量分布Pν作了精确检测,得到了裂变中子平均数和裂变核质量数以及裂变中子数分布间距σν和裂变中子平均数呈线性依赖关系的两个经验规律。还测定了242Cm的α和自发裂变半衰期,这是当时国际上衰变数据评价急切须要的数据之一。
举办了252Cf自发裂变的瞬发中子数与碎片质量、电荷和总动能的关联检测。实现了4π与π/3两种几何的精确检测,丰富了关联数据,给出了更完整的规律,并纠正了前人的错误。第一次强调在4π与π/3几何检测中得到的炎爆裂变中子平均数随裂变核质量数变化在质量对称区域与极不对称区域存在显著的系统差别,阐明了实验存在的问题。
研究了252Cf三分裂的瞬发中子数分布及瞬发中子平均数与长程α粒子动能的关联。首次给出252Cf三分裂的瞬发中子数分布的实验结果,观察到三分裂与二分裂瞬发中子数分布相像,但三分裂的平均瞬发中子数(3.03±0.02)显著大于二分裂的(3.743±0.018),这意味着252Cf长程α粒子伴随裂变的碎片平均总迸发能比二分裂的低~6MeV。从两种裂变的瞬发中子数量分布的相像性推论出这两种裂变在破裂时围绕平均状态的涨落非常相像。
20世纪70年代末,原子能院设立串列加速器,他把注意力转移到核化学基础研究领域,并出席了引进串列加速器化学筹办组,讨论串列加速器的数学终端、计算机和电子学设备等。1982年初应邀赴日本利亚洛国家实验室(LNL)从事在XTU-15串列加速器上的重离子偏析反应实验工作,合作建成静电偏转板装置,并负责了前期检验实验。
1984年2月归国后,他提出了举办垒下重离子裂变角分布的研究课题,从最初的设计和加工反应靶室和静电偏转板等基本工作入手中国大学核物理专业排名,实现了用静电喷射法治成多种放射性薄靶,构建起一个可以用作实验的数学终端。1987年原子能院建成HI-13串列加速器即将开始供束,他和合作者用8年的时间,系统研究了近垒和垒下重离子偏析裂变反应的角分布。
张焕乔具有细致严谨的科学精神和敏锐的科学洞察力,在科学研究中从不放过对任何一点异常征兆的探求。勇于创新,能于常规中找到新奇。如在国际上首先采用碎片折叠角技术分辨偏析裂变与转移裂变,发觉碎片角分布各向异性的异常现象。在这项研究中,确证碎片角分布各向异性在深垒下能区普遍异常,发觉碎片各向异性随刚体能量变化出现一个异常峰,并出席提出了一个新的预平衡裂变模型,得到美国实验支持。实验发觉遭到了国际同行的认可和称赞,日本的Back院士在ANL进展报告手指出:“在重复16O+232Th垒下偏析裂变的碎片角分布实验中,否认张(焕乔)等人在碎片各向异性迸发函数中观测到的反常峰和垒下能区的碎片各向异性反常的特点。”教授在1989年重离子化学及应用国际大会总结手指出,“张(焕乔)报告了在近库仑势垒能区偏析裂变中一个惊人的裂变角分布各向异性的异常。这个异常是在广州串列加速器上首先被观察到的,它早已造成很大的兴趣。一个可能的解释是来自这低能区的转移裂变的竞争”。相关工作获得1992年局级科技进步奖银奖和1999年国家自然科学奖三等奖。后来在重离子偏析反应、原子核晕结构和奇异核反应与衰变等方向都作出了一些重要工作。
筹谋学科发展,注重国际交流
他积极举办国际合作,实现与日本里亚洛国家实验室、日本理物理研究所和美国库尔恰托夫研究所与杜布纳联合核研究所的国际合作,申请她们的束流时间举办相关实验研究,或她们来上海出席串列加速器上的实验。有的合作持续至今。他看见研究组发展的须要,介绍了多位年青人出国深造,为国家培养了人才。
结合研究组的工作,他考虑到少体理论的重要性和国外少体理论的薄弱,见到博士生喻宁很擅长理论公式的推论和编撰程序,适宜这个研究工作,于2007年让喻宁主要学习少体理论。刚开始追随北京学院的刘福庆院士学习法捷耶夫()多项式方式,但发表的文章投到美国,审稿人觉得内容不够新颖,没能接收。张焕乔积极联系美国的理论家,让喻宁2010年博士结业后紧接着去法国图卢兹高等技术大学Lidia和院长哪里学习前沿的法捷耶夫少体理论。
张焕乔关心国外大科学装置建设以及后续科研工作的进展,如:1.考虑到HI-13串列加速器的能量限制了好多有意义化学工作的举办,积极倡议后加速器的构建,促使引进日本StonyBrook实验室的超导直线加速器,并关注后续工程进展;2.关注长沙中科院近代化学研究所超重核谱仪的研发和化学实验的进展;3.关注国外大科学装置如散裂中子源等工程的进展。
在谈及原子能院过去的侦测器和电子学等研究组时,他深表愤慨,说这种都是实验室里很基本、很重要的技术,原先实力很强,国外从这儿起家,好多电子学插件和侦测器都是自己做。但如今基本上消失了,须要时都得靠订购了,但是大多数得靠买美国的产品,小摊散了要恢复上去就要花大力气了。
在近垒能区重离子核反应实验研究工作中,重视与美国核反应方面理论家的交流与合作,以及借助美国的加速器束流做实验。积极出席国际大会,把握领域前沿和动态,并递交报告,与专家讨论,提高研究水平。为了扩大我国核化学基础研究领域的国际影响,积极申请小型国际大会。在2006年8月波兰里约热内卢举行的第九届国际核核碰撞大会()上,与日本MSU、TexasA&M和美国的申请者竞争下一届大会()的承办权。因此,他会前悉心打算申请材料,会间积极与国际顾问委员会成员交流,争取获得最大的支持。成功申请后,负责筹备大会并兼任大会主席,全面负责大会报告人的选择、会议日程的安排、会议经费的筹措等。大会的成功举行遭到了美国参会者的好评。
身教胜过言传,关心同学中学生
张焕乔先生恬淡名利,平易近人,从不摆架子。他严于律已,在每次的基金申请中,没有掌握完成的任务从不写进去。平常遇见事情总是向前赶,从不拖你们后腿。无论生活还是工作都非常俭朴,直至八十岁高龄,还是坚持骑着自己的旧式单车上放学,平常出差也都是与年青人一起坐经济舱。你们习惯了,从来没想过要给老先生买头等舱,以至于有一次谢翊由于给张焕乔买了经济舱而被领导教育。
2015年6月21日至26日,张焕乔先生与张英逊、图雅和贾会明同行,去美国卡塔尼亚核化学国家实验室(LNS)出席第12届核核碰撞国际大会(),搭乘俄罗斯民航公司的廉价客机经济舱,晚上从上海出发,来回在莫斯科转机等候时间均在八九个小时,等候时只能坐在凳上。长途鞍马疲累,加上时差和本身睡眠不好,疲劳程度可想而知。但他还是全程参会,按照节目单选择自己最感兴趣的分会报告转战不同的分会场,坐在靠前的位置,认真倾听报告并与报告人积极交流相关问题和建议。
张焕乔先生对科学的好奇和探求永不停歇中国大学核物理专业排名,尽管近些年来视力急剧衰弱,但依然坚持阅读文献的习惯,放不下自己情系的科学研究。他对科学研究的极昌平趣和惊人的毅力让人衷心佩服。现在,尽管年龄大了,没法亲自去实验室干具体工作,而且还情系实验,常常与组里的朋友和中学生讨论工作中的问题,放不下热爱的数学研究工作。
目前,张焕乔先生早已培养了二十多名博士、硕士研究生和一名博士后,在培养过程中,对中学生要求严格,自己身先士卒,率领她们举办科学研究,帮助她们尽早成长,锻练成具有独立研究能力的科研工作者。希望她们青出于蓝而胜于蓝。教育中学生既要勤勉努力,又要动脑思索。既要脚踩实地,立足现实,又要筹谋发展,着眼未来。在实际工作中要灵活处理自主研制与订购设备的关系。在张先生的辛劳培植下,不少中学生已然成为专业骨干人才。
张焕乔对中学生给与了非常的关心和教育。在2012年10月贾会明去美国的前三天,专门把贾会明叫去吃午饭,张先生的夫人也出席了(这是贾会明十多年来惟一一次看到她在餐厅喝水),张焕乔在饭桌上反复叮嘱贾会明要认真工作,学习人家先进的东西,殷切教诲,至今不忘。张焕乔在2016年第3期《物理》杂志撰写《花中真君子风姿寄高雅——感念恩师何泽慧先生》一文,专门把这本刊物献给贾会明,告诉他上面有介绍何泽慧先生的稿子,并说:“带回家给你夫人瞧瞧,对她教育小孩有用处。”稿子写得很生动、全面、翔实,可看出他对恩师的敬爱之情和深厚的师生情义。2017年10月出席在上海学院举行的大会,听林承键说贾会明也出席此会,主动联系贾会明让搭车同去,确认搭车后又联系司机具体的乘车时间,还特意打电话告诫去他家里等车,说外边冷,不要在外边等。得悉贺创业也想搭车后,他也爽快答应。
张焕乔先生每逢年末就会把在组里待过的中学生和朋友聚在一起,跟你们倾心畅谈,了解你们的工作情况并给与指导和鼓励。假如在一些场合发觉年青人的问题,总会含蓄强调其问题,督促其改正,并给与更多的肯定和鼓励,希望年青人就能塌实工作,尽早提高能力和水平,为国家做出更大的贡献。他将老朋友也记在心上,晓得张锡珍老师家里困难,多年来仍然给与很大的精神支持和物质帮助,就在张锡珍老师离开的前一个月还委托谢翊送去润喉咙的保健品。(谢翊、贾会明,作者单位:中国原子能科学研究院)
杂记:精神财富
张焕乔先生在青年时代深受了老一辈科学家严谨求实、锲而不舍的科学作风和严于律已、宽以待人的高尚人格的薰陶,现在又把这种宝贵精神财富传给了小辈。他嘱咐小辈要注重锻练动手能力,认真细致地打算实验,实验数据的处理和剖析要反复检测和推敲,要能禁得起检验,确保正确无误后才能发表。张焕乔是对老一辈科学家敢为人先、严谨求实精神财富的承继者和弘扬者。张老师朴素谦和的优雅品质和对科学研究的执著探求精神影响着一代代人,是对科研工作者极大的精神鼓舞。目前他所在的课题组似乎面临着众多困难,但依然弘扬着老先生的科学精神,坚持在基础研究的公路上戮力前行。
老义工张焕乔
■谢翊贾会明
随着年纪减小和视力的变差,张焕乔先生从一线的实验室工作逐步转移到更多的义务工作。
2016年领了大百科核化学词条任务后,他积极组织安排任务分工,汇总后也是反复推敲和比对、认真校对,在规定时间内完满完成了任务。在汇总初审的过程中,遇见自己不熟悉的领域,就讨教多方专家,如在翻译flow时,不能确定其英文定名,打电话给庄鹏飞和李祝霞等多位理论家确认。
在新版《物理学名词》的编纂工作中,他是全省科学技术名词审定委员会第三届数学学名词审定委员会成员,亲自负责核化学部份,为编写工恶心心沥血,做了大量具体工作。
他多次出席香山科学会议,为核化学前沿研究进言献计,如近来出席了第572次(2016年10月18日至19日)高能环型正负电子对撞机—中国发起的小型国际科学是要和第618次(2018年3月20日至21日)典型矿区幅射的评价技术及其对生态安全影响。
张焕乔考虑到原子核无中微子双β(0νββ)衰变的重要科学意义,他早在2012年前后就建议白春林用QRPA方式做核矩阵元的理论研究。他看见国外近几年提出了多个实验方案,早已有能力举办这方面研究,有望通过不太大的经费开支,产出重要的科学成果,攻占国际先机,就筹谋着怎样整合国外力量,想到通过申请科大学战略咨询项目支持促进国外的研究,并对该咨询项目进行整体筹划,亲自联系国外几家主要的力量和相关理论家,讨论具体侦测器的研发和核素的分离与生产等关键事宜。他还按照战略咨询项目的要求,为咨询项目安排具体任务,请中科院高能化学研究所的邢志忠研究员负责图书的写作工作,对组织大会的方式、会议内容和参会人员早已做到了心里有数,希望做到既节约你们时间,节约经费支出,又提升大会效率,真正解决咨询项目须要解决的问题。
2018年3月20日张焕乔在中国科大学物理化学学部常委会上,亲自作了申请战略研究咨询会的报告,近物所许怒,高能所邢志忠,北京师大刘江来、韩柯和中国原子能科学研究院贾会明出席了报告会。计划通过前期的讨论和预先研究,确定可行的路线和研究方案,为在中国挑战这个科学困局理清公路。