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科學視點

楊承宗:為原子彈加鈾的科學家

  人物簡介:楊承宗(1911.9.5—2011.5.27),江蘇吳江人,著名放射化學家、教育家,我國核燃料工業的主要開拓者,共和國放射化學學科奠基人。1947年-1951年,在法國巴黎大學居里實驗室師從伊萊娜·約里奧-居里攻讀博士學位。1951年秋回國后,在推動放射化學的學科建設和人才培養工作中發揮了關鍵作用。1961年-1969年,領導、組織二機部第五研究所科研人員順利解決了天然鈾水冶、純化和轉化各個過程中的放射化學及其工藝問題,為“兩彈”研制和中國鈾工業的建立作出了卓越貢獻。1978年以來,先后擔任中國科學技術大學副校長、安徽省人大常委會副主任、合肥聯合大學首任校長等職。

  楊承宗活了100歲,是位名符其實的世紀老人。生活中,楊承宗是個談吐幽默、樂觀豁達的人??稍诠ぷ髦?,他又是個十分嚴肅、嚴格、嚴謹的人,有時嚴苛到不近人情。

  給毛澤東捎“口信”

  楊承宗畢業于上海大同大學,1934年經人引薦,楊承宗來到北平研究院鐳學所,所長就是大名鼎鼎的嚴濟慈。1947年初,經嚴濟慈先生推薦,楊承宗赴法國居里實驗室留學,師從居里的長女伊萊娜·約里奧-居里學習放射化學前沿理論。1951年6月15日,楊承宗獲巴黎大學理學院科學博士學位,其論文被評為最優級。求學期間,楊承宗成功研究出分離微克量級鑭系元素與錒系元素的離子交換方法,在學術道路上日益走向成熟,成長為一名基礎扎實、具備相當實力、在國際上有一定影響的青年放射化學家。

  博士學位答辯結束的一周之后,楊承宗收到了錢三強從北京發來的希望他早日回國工作的電報,于是毅然決定放棄法國國家科學研究中心為他開出的“年薪為555350法郎另加補貼”的高薪續聘?;貒跋?,他按照錢三強的委托,用組織輾轉捎來的3000美元購買了大量與原子能相關的書籍、儀器、藥品等。一一歸整完畢,竟用去了13個大大小小的箱子!雖然知道年邁的父親翹首以盼留洋多年的兒子,妻子一個人帶著4個子女在蘇州鄉下艱難地生活,楊承宗依然墊上了自己在法國節省下的全部積蓄,只為能買更多的儀器和資料。

  時任世界保衛和平理事會主席的約里奧-居里先生聽說楊承宗要回國,專門抽出時間約見他,說:“你回去轉告毛澤東,你們要保衛世界和平,要反對原子彈,就要有自己的原子彈。原子彈也不是那么可怕的,原子彈的原理也不是美國人發明的。你們有自己的科學家,錢(三強)呀、你呀、錢的夫人(何澤慧)呀、汪(汪德昭)呀?!碑敃r抗美援朝戰爭正酣,美國多次對中國進行核訛詐。居里先生大聲疾呼中國應該有自己的原子彈,實際上是對中國人民正義事業的強有力支持,對后來中央下決心發展自己的核武器起到了積極的推動作用。

  1951年10月楊承宗回到北京當天,就向錢三強報告了約里奧-居里先生托他轉告毛澤東的這段話。錢三強請時任中科院黨組副書記丁瓚向中央有關領導作了匯報。后來中央又專門派中宣部科學處聯系科學院工作的龔育之找楊承宗核實,并且強調了保密性。此后的30多年里,楊承宗一直守口如瓶。直到1983年11月,楊承宗向為征集所史資料專程前來拜訪的原子能所原黨委書記李毅談及此事,才揭開當年的秘密。這段往事后來被寫入1987年出版的《當代中國的核工業》一書中,成為信史。

  奠基放射化學

  為迎接楊承宗歸國,錢三強抽空親自去購買化學器材,跑遍全北京幾家科學儀器商店,買了幾架當時能買到的最好的天平和幾個白金坩堝。楊承宗到所不久,錢三強就告訴他:在放射化學方面,我給你準備了“三個兩”,就是兩架日本的搖擺天平,兩個白金坩堝(摻假的)和兩個人(大學畢業生朱培基和朱潤生)。

  面對艱苦的科研條件,楊承宗帶領幾位青年大學生,從修舊利廢、創造實驗條件入手,逐步開展了一些放射化學研究工作。1953年初,楊承宗對北京協和醫院一套廢棄的提氡裝置進行了修復。這套裝置在抗戰初期就已廢置,長期廢置造成的損壞以及它自身的強輻射性使修復工作非常困難。楊承宗深知這件事的危險性,他沒有讓隨同的兩位助手朱培基和朱潤生去接觸最危險的貯藏鐳源的保險柜,只讓她們做些輔助工作。修復之后,這套裝置約每4天可以產生250毫居里的氡。這項工作不僅為北京協和醫院消除了安全隱患,也獲取了一批珍貴的放射性樣品,為開展中子物理實驗方面的研究提供了有利條件。實驗物理組的戴傳曾利用提取的氡和他從英國帶回的鈹粉,制成了數十個氡-鈹中子源,首次在國內實現人工放射性。然而,在這一舉多得的背后,由于楊承宗過近地接觸強放射源,導致右眼出現了熒光,后來逐漸發展為右眼視網膜剝離,最后右眼徹底失明。

  1954年1月,近代物理所遷至中關村。鑒于天然放射性物質容易干擾核物理微弱電磁輻射測量,楊承宗經過踏勘,選定主樓東側一塊偏僻的荒地,親自設計了專供長壽命放射性元素研究的放射化學實驗樓。這座被慣稱為“放化小樓”的實驗樓,是當時國內唯一能進行放射化學操作的實驗室。正是從這里走出了新中國第一代放射化學研究人才。

  從1953年開始,楊承宗在所里系統講授放射化學課程,聽課者還包括少數前來進修的北京大學和清華大學的青年教師。截至1955年秋,近代物理所的放射化學研究人員由最初的3名增至42名,其中多數后來成為我國放射化學的中堅力量。

  1956年4月,近代物理所承擔了《1956-1967年科學技術發展遠景規劃》(簡稱《十二年規劃》)中“原子能科學”部分的起草工作?!安莅浮痹趪鴥染帉懲旰笏椭聊箍?,在錢三強主持下,由彭桓武、楊承宗等在蘇考察的幾位主要學術帶頭人修改定稿。楊承宗一手制定了鈾钚放射化學、放射化學分析、輻射化學的具體內容,并力主將放射性同位素的制備及應用也列入規劃之中,從而確立了放射化學學科未來的發展方向。

  為原子彈加鈾

  如果說回國后的前10年楊承宗是把主要精力放在學科建設和培育青年人才上面,那么第二個10年,則是他個人施展生平所學為國建功立業的10年。

  原子彈所用核燃料的獲取主要依賴兩大途徑:一是以六氟化鈾為介質,通過氣體擴散法(后來改進為離心法)富集得到武器級濃縮鈾(鈾235豐度高于90%);二是用后處理技術從輻照過的乏燃料中分離提取钚。兩種技術路線均以天然鈾的生產為前提。從鈾礦石開始,經一系列中間產物至最終產品核純二氧化鈾,之間需要一億倍的提煉濃縮。眾所周知,中國是一個貧鈾國家,鈾礦品位低,礦床種類復雜,鈾平均品位在千分之一至千分之三的鈾礦床約占1/2。因此,要研發適用于國內不同鈾礦特點的鈾水冶純化技術,難度極大。

  楊承宗任職9年的二機部第五研究所(鈾礦選冶研究所),正是承創建中國的鈾工藝之命而籌辦。五所建立初期受蘇聯影響很深,1960年7月蘇聯專家組撤走后,全所人員仿佛失去了主心骨,士氣普遍較為低沉。然而,五所承擔的科研任務卻十分緊迫。當時負責生產二氧化鈾的衡陽鈾廠尚未建成,眼看后續工廠即將陷于“無米之炊”的境地。二機部黨組經過研究要求五所以各地土法冶煉的重鈾酸銨為原料,先用簡易方法生產出足夠量的二氧化鈾和四氟化鈾,同時加緊驗證衡陽鈾廠的水冶純化工藝流程,確保其早日投產。一時間,五所被推到了原子彈研制的最前線。對此,時任二機部部長劉杰一針見血地指出:五所處在核事業的龍頭位置,龍頭不動,龍尾就沒法擺。在內外交困的關鍵時刻,1961年4月,由劉杰部長親自點將,楊承宗臨危受命,奉調至五所擔任副所長,負責全所的科研工作。

  楊承宗在五所領導的第一項重大科研任務是核燃料化學分析技術攻關。對于分析工作的重要性,他曾打過一個經典的比方:“分析是工藝的‘眼睛’,先睜開眼才能做好工作?!倍C部除要求五所和原子能所等部內單位負責研究分析方法外,還委托中科院長春應化所和北京化學所承擔了硼、稀土元素等分析方法的協作攻關。為了統一驗收多個單位大量的科研報告,二機部在1962年下半年成立了核純產品分析成果驗收領導小組,組長由楊承宗和原子能所副所長汪德熙擔任。在他們主持下,制定了極其嚴格的分析研究成果驗收工作條例。從1962年四季度至1963年底,驗收小組共分批驗收了200多份科研報告,從而建立起一整套的核純鈾產品質量檢驗方法。這些方法科學性強,分析監測數據可靠,保證了第一顆原子彈核裝料的質量。

  在五所任職期間,楊承宗帶領全所科研人員順利解決了天然鈾水冶、純化和轉化各個過程中的放射化學及其工藝問題,創建了具有自主知識產權的堆浸、清液萃取、碳酸銨結晶反萃取工藝等先進技術,為“兩彈”研制和中國鈾工業的建立作出了重要貢獻。至20世紀70年代中期,我國三批鈾礦冶工程相繼建成投產,不僅完全滿足了核工業對于天然鈾產品的需求,也標志著我國在核燃料循環前段初步具備了比較健全的工業生產能力。這其中凝聚著楊承宗和他領導的五所研究團隊所付出的心血。

  楊承宗始終秉持“干驚天動地事,做隱姓埋名人”之風骨,充分體現了“功成不必在我,功成必定有我”的思想境界,是以開朗豁達而壽高百歲,深受后學敬仰愛戴。


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