李正武:为实现中国人“人造太阳”梦终生逐“日”

发布时间: 2023-06-13    作者:    来源: 金华市科协   点击率:  

石油、天然气、风能、煤……当下人类社会运转需要的绝大多数能源,其实都来自太阳能,而太阳上的能量则来自内部的核聚变反应。因此,人类始终“有一个美丽的愿望”,希望通过可控核聚变反应来实现“人造太阳”,从而获取源源不绝的清洁能源。在一位金华东阳籍物理学家的带领下,40年前,中国第一代“人造太阳”装置,即我国自行设计和研制,具有完全独立自主产权的第一个中型受控核聚变托卡马克实验装置——“中国环流器一号”诞生了。

这位著名的核物理学家,就是中国磁约束核聚变奠基人之一,中国科学院院士,中国核学会核聚变与等离子体物理学会原理事长,第四、五、六、七届全国政协委员,曾任核工业西南物理研究院研究员、名誉院长,国际原子能机构“国际聚变研究理事会”首届中国成员的李正武。


放弃美国职位

和钱学森同船回国投身共和国建设

李正武(1916年11月8日—2013年7月30日),东阳吴宁街道人。李家是当地很有名气的书香门第,故居李家祠堂被赐“父子翰林”横匾,成为东阳无人不知的“翰林府”。李正武成长在“翰林府”中,父辈又格外注重教育,因此他自幼便养成了爱读书的好习惯。

李正武故居“翰林府”外景

1930年,李正武毕业于东阳中学。1934年,李正武以优异的成绩毕业于浙江省立金华中学,同时考上了国立清华大学、上海复旦大学等四所名牌大学。他在全国报考清华的3600多名考生中,高居榜首,成为名符其实的“高考状元”。他决定就读“国立清华大学”物理系,因为物理是他最喜欢的学科。

李正武1930年毕业于东阳中学

1938年,李正武毕业于清华大学(西南联大)物理系。毕业后,曾任贵阳气象所技士,江苏医学院、复旦大学、交通大学助教、讲师、副教授。1946年,李正武考取留美公费生,赴美国加州理工学院物理系攻读研究生。

1951年,李正武获博士学位,任加州理工学院凯洛格实验室研究助理、研究员,在美国望城医学中心研究核技术和辐射应用,创制“钴线治疗机”。早期留美期间,他主要从事轻原子核反应实验研究,对爱因斯坦质量能量转换关系作出当时最精确的直接实验测定。爱因斯坦质量能量转换关系被认为是整个物理学中也是自然界最根本的一个规律,同时也是原子能(核能)的基础。在同一时期他进行了太阳物理方面的研究,成为后来提出热核聚变研究的先导。

李正武1934年以全省高考第一名的成绩毕业于金华中学

1955年,经周恩来总理在日内瓦与美方严正交涉,被羁留在美的中国学者获准回中国。李正武热爱新中国,放弃了在美职位与优越的生活条件,偕夫人孙湘,携出生仅两个月的幼子,与著名学者钱学森等同船返回中国,从此他把毕生精力献给了祖国的国防科技事业。

留美博士生李正武

李正武长期从事核物理、等离子体物理和受控核聚变等方面的研究,领导并解决了若干重大关键技术问题。回国后,他积极倡议在中国开展受控核聚变与等离子体物理方面的研究。1955年,他协助“中国原子能之父”赵忠尧研制完成了我国第一台2.5MeV质子静电加速器和第一台电子静电加速器。1956年,他参加了全国十二年科学技术发展规划中的原子能科学技术发展规划,他们的倡议被列入《十二年科学技术发展规划》。此后,他一直是受控热核聚变研究工作的积极支持者。

李正武(左二)和同事在实验室向上级领导汇报工作


升起新中国不落的“人造太阳”

1961年,李正武转入核聚变研究领域,是我国较早从事受控热核聚变研究的科学家之一。他领导了绝热压缩小型磁镜装置的研究工作及小型仿星器装置的后期筹建工作,并提出建造稳态“多用磁笼”装置。

就像儿歌中所唱的:“我有一个美丽的愿望,长大以后能播种太阳。”长久以来,人类一直希望通过可控核聚变反应,来创造出“人造太阳”,从而获得源源不绝的能源,大幅改善人们的生活。为了让人类能够利用核聚变所带来的能源,当时的发达国家美欧日俄率先推出了“人造太阳”,即一个可以控制核聚变的科技装置。

李正武在查阅科研参考资料

1965年,李正武负责三线基地即原二机部585所的筹建工作。1969年底,李正武随三线建设迁至四川乐山原二机部585所,即后来的核工业西南物理研究院工作。我国第一代“人造太阳”装置——“中国环流器一号”装置的研制,在乐山迈出了艰难的第一步。

在585所,李正武参加了脉冲磁镜的实验研究及改进方案的制订,等离子体喷枪实验研究,聚焦概念的提出及初步实验结果;参加了仿星器装置的研究设计,磁镜装置的方案制订,环形电流器的方案设计及实验方案;专题研究磁镜系统的注入,镜环组合的理论分析,中性粒子注入局部点火问题,从事聚变堆研究,先后提出了几项概念设想,其中有“环形连接的球环聚变概念”等。

上世纪70年代初,李正武在中国率先提出了聚变裂变共生堆的概念。他高瞻远瞩,从哲学的高度,研究了等离子体的总体性质,提出了托卡马克等离子体的品质参数空间的概念,并在1986年国际原子能机构技术委员会会议上作了特邀报告。在此基础上,他指明了“中国环流器一号”装置明确可行的物理实验研究方向,为“中国环流器一号”装置物理实验研究的成功奠定了基础。

任北京401所14室主任时的李正武

1984年9月21日,我国自主设计和建造的托卡马克受控核聚变实验装置——“中国环流器一号(HL-1)”装置,按照李正武决策的总装调试方案提前启动,标志着我国核聚变能源开发事业又向前迈进了一大步。

当时科研的条件是非常艰苦的,但李正武和同事们却以苦为乐。正如作家莫然所说:“尽管研究所的房间就像山洞一样,但我们的科学家们用舍己的奉献精神,反复研究,光设计图纸就有3层楼高,制造出了‘中国环流器一号’。”

1986年11月,李正武率团参加在日本京都召开的国际原子能机构第11届等离子体物理与受控核聚变研究大会。大会结束时发表的3万多字的会议总结报告在第一段对“中国环流器一号”装置实验结果给予了很高的评价:“我们高兴地看到,一个来自中国的中型托卡马克已经开始全面运行,中国的同行们做到了具有全部通常特征的、全欧姆式的托卡马克,并为今后的研究提供了一个有用的等离子体,应当祝贺。”总结全文登载于4个月后出版的国际原子能机构权威期刊《核聚变》上。李正武在该大会之前在日本名古屋召开的TCM小托卡马克国际会议上报告了“中国环流器一号(HL-1)”装置建造和实验结果,引起与会者极大的兴趣。

1988年,为了指导中国受控聚变事业的发展,李正武又及时提出了“中国环流器二号”的概念设计框架,他反复考量可优化的方向,成为“中国环流器二号”计划的早期基础。


更多当代“夸父”接力逐“日”

1980年,李正武当选为中国科学院学部委员(院士),1987年获国家科技进步奖一等奖。为推动学术交流,他创办了《核聚变与等离子体物理》期刊,任主编。学术著作有《爱国斯坦常数的精密测定》《带电粒子活化分析》《轻原子核质量》《中国的受控聚变研究》等。

多年来,李正武一直悉心培养科研人才,他严谨的态度给年轻的科学工作者树立了良好的榜样,为国家受控热核聚变培养了大批人才。他严以律己、宽以待人、诲人不倦、甘为人梯,经他培养的研究生和科技人员,多数成为国家受控热核聚变和等离子体物理研究的骨干力量,为我国核聚变事业的发展作出了卓越贡献。

“奠基磁约束聚变造福后世,献身核科学技术光耀千秋”。晚年,李正武仍注视着中国的受控核聚变研究,不时提出指导性意见;他关心中国民品开发与生产,提出指导原则并努力身体力行,计划开展开发研究的具体工作。

李正武塑像

2021年5月28日,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,向核聚变能源应用迈出重要一步。

这正是李正武生前最希望看到的。中国要强大,需要更多的当代“夸父”们带着青春、智慧、奉献去实现。

李正武:为实现中国人“人造太阳”梦终生逐“日”
发布时间: 2023-06-13 来源: 金华市科协

石油、天然气、风能、煤……当下人类社会运转需要的绝大多数能源,其实都来自太阳能,而太阳上的能量则来自内部的核聚变反应。因此,人类始终“有一个美丽的愿望”,希望通过可控核聚变反应来实现“人造太阳”,从而获取源源不绝的清洁能源。在一位金华东阳籍物理学家的带领下,40年前,中国第一代“人造太阳”装置,即我国自行设计和研制,具有完全独立自主产权的第一个中型受控核聚变托卡马克实验装置——“中国环流器一号”诞生了。

这位著名的核物理学家,就是中国磁约束核聚变奠基人之一,中国科学院院士,中国核学会核聚变与等离子体物理学会原理事长,第四、五、六、七届全国政协委员,曾任核工业西南物理研究院研究员、名誉院长,国际原子能机构“国际聚变研究理事会”首届中国成员的李正武。


放弃美国职位

和钱学森同船回国投身共和国建设

李正武(1916年11月8日—2013年7月30日),东阳吴宁街道人。李家是当地很有名气的书香门第,故居李家祠堂被赐“父子翰林”横匾,成为东阳无人不知的“翰林府”。李正武成长在“翰林府”中,父辈又格外注重教育,因此他自幼便养成了爱读书的好习惯。

李正武故居“翰林府”外景

1930年,李正武毕业于东阳中学。1934年,李正武以优异的成绩毕业于浙江省立金华中学,同时考上了国立清华大学、上海复旦大学等四所名牌大学。他在全国报考清华的3600多名考生中,高居榜首,成为名符其实的“高考状元”。他决定就读“国立清华大学”物理系,因为物理是他最喜欢的学科。

李正武1930年毕业于东阳中学

1938年,李正武毕业于清华大学(西南联大)物理系。毕业后,曾任贵阳气象所技士,江苏医学院、复旦大学、交通大学助教、讲师、副教授。1946年,李正武考取留美公费生,赴美国加州理工学院物理系攻读研究生。

1951年,李正武获博士学位,任加州理工学院凯洛格实验室研究助理、研究员,在美国望城医学中心研究核技术和辐射应用,创制“钴线治疗机”。早期留美期间,他主要从事轻原子核反应实验研究,对爱因斯坦质量能量转换关系作出当时最精确的直接实验测定。爱因斯坦质量能量转换关系被认为是整个物理学中也是自然界最根本的一个规律,同时也是原子能(核能)的基础。在同一时期他进行了太阳物理方面的研究,成为后来提出热核聚变研究的先导。

李正武1934年以全省高考第一名的成绩毕业于金华中学

1955年,经周恩来总理在日内瓦与美方严正交涉,被羁留在美的中国学者获准回中国。李正武热爱新中国,放弃了在美职位与优越的生活条件,偕夫人孙湘,携出生仅两个月的幼子,与著名学者钱学森等同船返回中国,从此他把毕生精力献给了祖国的国防科技事业。

留美博士生李正武

李正武长期从事核物理、等离子体物理和受控核聚变等方面的研究,领导并解决了若干重大关键技术问题。回国后,他积极倡议在中国开展受控核聚变与等离子体物理方面的研究。1955年,他协助“中国原子能之父”赵忠尧研制完成了我国第一台2.5MeV质子静电加速器和第一台电子静电加速器。1956年,他参加了全国十二年科学技术发展规划中的原子能科学技术发展规划,他们的倡议被列入《十二年科学技术发展规划》。此后,他一直是受控热核聚变研究工作的积极支持者。

李正武(左二)和同事在实验室向上级领导汇报工作


升起新中国不落的“人造太阳”

1961年,李正武转入核聚变研究领域,是我国较早从事受控热核聚变研究的科学家之一。他领导了绝热压缩小型磁镜装置的研究工作及小型仿星器装置的后期筹建工作,并提出建造稳态“多用磁笼”装置。

就像儿歌中所唱的:“我有一个美丽的愿望,长大以后能播种太阳。”长久以来,人类一直希望通过可控核聚变反应,来创造出“人造太阳”,从而获得源源不绝的能源,大幅改善人们的生活。为了让人类能够利用核聚变所带来的能源,当时的发达国家美欧日俄率先推出了“人造太阳”,即一个可以控制核聚变的科技装置。

李正武在查阅科研参考资料

1965年,李正武负责三线基地即原二机部585所的筹建工作。1969年底,李正武随三线建设迁至四川乐山原二机部585所,即后来的核工业西南物理研究院工作。我国第一代“人造太阳”装置——“中国环流器一号”装置的研制,在乐山迈出了艰难的第一步。

在585所,李正武参加了脉冲磁镜的实验研究及改进方案的制订,等离子体喷枪实验研究,聚焦概念的提出及初步实验结果;参加了仿星器装置的研究设计,磁镜装置的方案制订,环形电流器的方案设计及实验方案;专题研究磁镜系统的注入,镜环组合的理论分析,中性粒子注入局部点火问题,从事聚变堆研究,先后提出了几项概念设想,其中有“环形连接的球环聚变概念”等。

上世纪70年代初,李正武在中国率先提出了聚变裂变共生堆的概念。他高瞻远瞩,从哲学的高度,研究了等离子体的总体性质,提出了托卡马克等离子体的品质参数空间的概念,并在1986年国际原子能机构技术委员会会议上作了特邀报告。在此基础上,他指明了“中国环流器一号”装置明确可行的物理实验研究方向,为“中国环流器一号”装置物理实验研究的成功奠定了基础。

任北京401所14室主任时的李正武

1984年9月21日,我国自主设计和建造的托卡马克受控核聚变实验装置——“中国环流器一号(HL-1)”装置,按照李正武决策的总装调试方案提前启动,标志着我国核聚变能源开发事业又向前迈进了一大步。

当时科研的条件是非常艰苦的,但李正武和同事们却以苦为乐。正如作家莫然所说:“尽管研究所的房间就像山洞一样,但我们的科学家们用舍己的奉献精神,反复研究,光设计图纸就有3层楼高,制造出了‘中国环流器一号’。”

1986年11月,李正武率团参加在日本京都召开的国际原子能机构第11届等离子体物理与受控核聚变研究大会。大会结束时发表的3万多字的会议总结报告在第一段对“中国环流器一号”装置实验结果给予了很高的评价:“我们高兴地看到,一个来自中国的中型托卡马克已经开始全面运行,中国的同行们做到了具有全部通常特征的、全欧姆式的托卡马克,并为今后的研究提供了一个有用的等离子体,应当祝贺。”总结全文登载于4个月后出版的国际原子能机构权威期刊《核聚变》上。李正武在该大会之前在日本名古屋召开的TCM小托卡马克国际会议上报告了“中国环流器一号(HL-1)”装置建造和实验结果,引起与会者极大的兴趣。

1988年,为了指导中国受控聚变事业的发展,李正武又及时提出了“中国环流器二号”的概念设计框架,他反复考量可优化的方向,成为“中国环流器二号”计划的早期基础。


更多当代“夸父”接力逐“日”

1980年,李正武当选为中国科学院学部委员(院士),1987年获国家科技进步奖一等奖。为推动学术交流,他创办了《核聚变与等离子体物理》期刊,任主编。学术著作有《爱国斯坦常数的精密测定》《带电粒子活化分析》《轻原子核质量》《中国的受控聚变研究》等。

多年来,李正武一直悉心培养科研人才,他严谨的态度给年轻的科学工作者树立了良好的榜样,为国家受控热核聚变培养了大批人才。他严以律己、宽以待人、诲人不倦、甘为人梯,经他培养的研究生和科技人员,多数成为国家受控热核聚变和等离子体物理研究的骨干力量,为我国核聚变事业的发展作出了卓越贡献。

“奠基磁约束聚变造福后世,献身核科学技术光耀千秋”。晚年,李正武仍注视着中国的受控核聚变研究,不时提出指导性意见;他关心中国民品开发与生产,提出指导原则并努力身体力行,计划开展开发研究的具体工作。

李正武塑像

2021年5月28日,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,向核聚变能源应用迈出重要一步。

这正是李正武生前最希望看到的。中国要强大,需要更多的当代“夸父”们带着青春、智慧、奉献去实现。