开拓中国重离子物理研究新领域 记2017年度甘肃省科技功臣魏宝文

本报记者秦娜

60年前的那个初秋，23岁的魏宝文背着简单的行囊踏上火车，一路向西。下了火车，经过兰州大学、兰州饭店，终于来到了那个梦开始的地方——中科院近代物理研究所，这一来，就再也没有离开过。从此，魏宝文的个人命运与中国重离子物理研究紧紧联系在一起。

60年间，魏宝文心无旁骛地致力于推动近代物理研究所事业的发展，作为重离子加速器的先行者，为我国重离子科学和加速器大科学装置发展、人才队伍培养，以及重离子科学与技术在甘肃的发展和应用作出了重大贡献，使重离子加速器成为甘肃的一张科技名片。

从风华正茂到耄耋之年，从普通科研人员到中国科学院院士……改变的是年华、是经历，不变的是对科研的不懈追求，是报效国家的那颗初心。

六十载恪物明理，一甲子汗洒金城。此次，魏宝文被评为甘肃省科技功臣，是对国之栋梁的认可和褒奖，亦是向与魏宝文一样扎根西部、无私奉献的科学家群体致敬。

到西部去到国家最需要的地方建功立业

1935年，魏宝文出生在河南禹州，他的小学和初中时代几乎都在抗日战争和解放战争中度过。读高中时中华人民共和国成立，才算有了稳定的学习环境，也就是从那时起，魏宝文开始对物理产生浓厚的兴趣。

1953年魏宝文考入北京大学物理系，1956年转入新成立不久的技术物理系，成为国家培养的第二批核物理专业的学生。1957年魏宝文毕业后被分配到中国科学院物理研究所（后改名为原子能研究所），次年调入刚组建的中国科学院兰州物理研究室（中国科学院近代物理研究所前身），师从著名物理学家杨澄中。

当时，近代物理所正在筹建1.5米回旋加速器。到1962年底，这个“一五”大科学装置的建成让物理学界的科研人员为之振奋。作为第一批使用者，此后魏宝文和同事们都在用1.5米回旋加速器“练兵”。

1965年对魏宝文来说是个重要的年份。这一年，近代物理所迎来了第二机械工业部下达的与氢弹研制有关的1号和2号任务，一个是氘-氘及氘-氚反应截面测量，一个是快中子对锂6和锂7的非弹性截面及能谱测量。当时魏宝文被抽到2号任务攻关团队中，能参与到这样重大的任务中，对于年轻的魏宝文来说是难得的机会，他和大家铆足了劲儿工作。1970年，任务圆满完成。

对这两项任务的完成，当时的核工业部给予了高度评价：为国内核工程研制设计提供了热核材料可靠的第一手数据；同时，对于检验当时国外文献相应数据的可靠性，澄清存在的某些分歧，也起了很好的作用；从数据结果和测试技术来看，分别达到了当时的国际水平和国内先进水平。

12年磨一剑首台大型重离子加速器问世

重离子加速器是用来加速比α粒子重的离子加速器，可将大量的重离子加速到很高的速度，高速的重离子形成重离子束。从上世纪60年代开始，随着重离子加速器的发展，原子核物理开拓了一个蓬勃发展的新领域——重离子物理。在原子物理、材料科学、生命科学等其他学科，重离子束也显示出日益重要的应用前景。

彼时，在经过几番大讨论后，中科院将近代物理所的科研方向确定为低能核物理，并以重离子核物理为主攻方向，同时开展核技术应用研究。

1975年，杨澄中在与魏宝文的一次恳谈中，希望魏宝文投身于重离子加速的科研中。正是那次谈话为魏宝文的人生和事业带来了新的机遇，带他走进了重离子加速的世界。

此后，魏宝文承担了两项预研任务，即“分离扇回旋加速器离子轨道的非线性效应研究”和“重离子束的空间电荷效应研究”。在与理论物理学家罗诗裕的合作中，不到一年就完成了任务。基于理论研究成果，魏宝文得出了令人振奋的结论：理论站得住脚，我们一定能建造出自己的重离子加速器。

1976年11月，当时的国家计委批准由近代物理所负责设计、建造分离扇重离子加速器系统SSC。至此，一项标志着我国核物理研究领域重大进展的“7611”工程诞生了。

可当工程真正开始时，没有技术积累，缺乏管理经验……项目推进困难重重。为此，1979年，魏宝文被派往法国国家重离子研究中心学习。身处异国他乡，魏宝文深知此行责任重大，一刻都不敢松懈，他的勤奋刻苦也赢得了外国专家的赞许。

回国后，作为总工程师，魏宝文负责起物理总体、技术把关、参数协调、磁铁建造和联合调束的工作。事实上，从当时国内的工业水平来看，要建造长期稳定的、空间分布严格对称且精度和重复性都在万分之一量级的加速离子约束磁场，绝非易事。不但要从材质的冶炼入手，甚至连地基的下沉与倾斜、相关件的选择等都有极为严格的技术要求。

统一思想、细化方案、课题到人、逐个攻关……在杨澄中、张恩厚和魏宝文的科学统筹下，一个个图纸上的创新变成了现实。

12年磨一剑，1988年12月12日，兰州重离子加速器成功出束，从而向世界宣告：中国建成了继法国、日本之后第三台大型重离子回旋加速器，从此跨入世界重离子加速器研制与应用的先进行列，为在中国开展中能重离子物理研究创造了条件。这一重大成果获得1991年中科院科技进步特等奖、1992年国家科技进步一等奖。时至今日，已运行30年的兰州重离子加速器仍是目前国际上运行的三大常温重离子回旋加速器之一。

魏宝文常说，兰州重离子加速器是三代科研人员智慧和心血的结晶。而令他遗憾的是，为重离子加速器倾注全部心血的杨澄中先生于1987年去世，没能等到加速器建成的那一天……

独具慧眼引领重离子物理学科创新发展

近代物理所第二任所长、中科院兰州分院院长、兰州重离子加速器国家实验室首任主任……自上世纪80年代，魏宝文开始担任越来越多的行政职务。作为科研“掌舵人”，他把更多的精力投入到近代物理所以及整个学科的发展中，一系列前瞻性和战略性的科研决策，推动我国相关领域科研水平走在了世界前列。

为提高加速器性能，依托SFC和SSC，魏宝文在1984年就部署开展ECR离子源研究工作，利用ECR离子源代替PIG离子源，历经30年的发展，形成了独特体系，引领着国际强流高电荷态离子束产生及ECR离子源技术研究；在新核素合成方面，从1989年起，在魏宝文的组织领导下，近代物理所展开新核素合成及其生成机制、核结构和衰变性质研究，在5个核区合成20多种新核素，合成了105号和107号两种超重新核素，使我国在丰质子新核素合成研究方向上走到了国际最前列。

之后，魏宝文将放射性束确定为近物所主要研究方向之一，1997年建成了我国第一条双弯放射性束流线，年均运行时间1000小时，在轻质量区核结构和核反应研究方面取得许多重要成果。

这其中，最重要的当属重离子加速器冷却储存环的建设。早在上世纪90年代，魏宝文就意识到必须让重离子加速再往前走一步，提高束流强度和能量，拓展束流品种，为此他提出在兰州重离子加速器上续建冷却存储环的设想。

魏宝文回忆，当时提出这个构想并没有十足把握。在回旋加速器上装配冷却存储环，当时只有美国印第安纳大学有先例，但经过考察，发现那个装置不但小，而且只加速轻离子，大型重离子回旋加速器上装配冷却存储环是否可行仍要打个问号。

就这样，魏宝文带领三名研究生展开预研，不但证明了项目可行性，并组织完成了方案设计和立项论证。

2000年，兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL－CSR）被列为国家“九五”大科学工程之一，2008年建成并投运，是亚洲最高能量重离子加速器，实现了从氢到铀的全离子加速，完成从低中能向高能的跨越，成为国际一流的重离子科研平台。

（转11版）

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