張煥喬
1978年廬山主峰,中國數學學會第三次核化學大會,第一排左起顧以藩、李壽楠、王淦昌、何澤慧;第二排左起張煥喬、洪潤生。
1988年在串列加速器R60°散射靶室做實驗。
1996年在美國利亞洛核化學國家實驗室。
2014年9月16日在串列加速器實驗室,左起林承鍵、劉祖華、張煥喬。
2015年10月27日法國國家核研究所Gomez院士訪問原子能院,后排左起林承鍵、Gomez、張煥喬,后座左起王東璽、孫立杰、楊磊、賈會明。
綜觀張煥喬先生的核化學生涯,他師從名師,勤勞嚴謹,先后從事中子化學、裂變化學和重離子化學研究,在每位領域都取得了很重要的成果,做出了重要的貢獻。他強記博聞、記憶精準;他為人隨和,樂于關心、幫助朋友;他嚴于律已,寬以待人。在做人、育人和科研工作上都是小輩學習的楷模。”
張煥喬(1933年—)
張煥喬,核化學學家,1933年12月13日生于重慶巴縣的一個商人家庭。童年的經歷培養了他頑強的毅力、獨立能力和自學意識。自小就對自然科學形成了強烈的好奇心和濃郁的興趣,在巴蜀學校遭到了良好的學校教育,更降低了對數理物理科的濃烈興趣。在農村上完中學,1946年考入巴蜀學校,1952年考入上海學院化學系,為了適應國家發展原子能事業的須要,1955年轉到上海學院化學研究室,師從胡濟民和朱光亞等名師。1956年結業后至今仍然在中國原子能科學研究院工作。1958年10月至1960年1月,在南斯拉夫庫爾恰托夫研究所實習期間師從M·彼伏日涅耳院士。在楊楨領導下發覺的壓電振蕩石英單晶硅中子衍射提高現象與后來她們發覺α碘酸鋰在外場下的中子衍射提高一起獲1982年國家自然科學獎三等獎。近壘重離子誘發裂變機制的研究成果獲得1992年廳級科技進步獎銀獎和1999年國家自然科學獎三等獎。1987年任中國原子能科學研究院研究員、核化學所科技委書記和原子能院科技委常委,1997年連任中國科大學教授,2004年獲得何梁何利科學與技術進步獎。
張煥喬于1933年出生在重慶巴縣的一個商人家庭。母親張永清勤儉忠義,尊師重教,精于商道,樂于慈善、公益和教育事業。張煥喬從小就飽含對自然世界的好奇和探求之心,高中時代良好的中學教育更迸發了他對自然科學的興趣。
固守科研一線,勤于化學研究
自1956年夏天從上海學院核化學專業結業分配到中國科大學數學研究所(現中國原子能科學研究院前身),從事核化學研究,張煥喬一干就是六十多年。他弘揚于錢三強、何澤慧和戴傳曾等老一輩核化學學家,曾常年在何澤慧先生身邊工作,遭到很大教誨。
張煥喬最初來到錢三強、何澤慧先生領導的中子化學研究室,在戴傳曾先生的中子衍射研究組出席構建中子晶體譜儀、中子衍射譜儀及檢測中子截面的工作。從最初的閱讀精典文獻、焊接、安裝和調試儀器開始,他在非常狹小的條件下,動手實干,自力更生,為我國第一臺北子晶體譜儀和第一臺北子衍射譜儀的構建做出了重要貢獻。
五年后即1958年,張煥喬赴蘇俄庫爾恰托夫原子能研究所實習。剛去南斯拉夫期間,因為遭到國外“大躍進”形勢的影響,他不到三個月就寄信要求歸國出席獻禮,室主任何澤慧先生回信指出要注意學習人家積累的科學研究方式和先進經驗。何先生的忠告使他愈加勤于工作,在南斯拉夫期間出席了中子裂變截面的檢測、固體聲子譜和高溫反鐵磁性實驗等工作,并參訪了庫爾恰托夫研究所的全面核化學研究工作,對其創新意識印象深刻,獲益頗豐。歸國后他在楊楨領導下參與了在重水堆上進行的壓電振蕩石英單晶硅中子衍射提高現象的發覺,并提出合理解釋和實驗驗證方案,強調晶體壓電振蕩形成應變,導致晶格的動態變化,晶體對中子衍射有效長度降低,造成衍射中子提高。該項成果與后來楊楨等人發覺α碘酸鋰在外場下的中子衍射提高一起獲1982年國家自然科學獎三等獎。
隨著我國20世紀60年代發展核裝備需求的加強,核數據檢測成了當務之急。張煥喬于1960年夏天調入裂變化學組,在何澤慧先生的領導下舉辦工作。1962年負責舉辦238U對裂變譜中子的裂變截面的絕對檢測,為了提升計數率,制備了大面積均勻的薄鈾樣品,設計了大半徑裂變室,并提出借助235U熱中子裂變的平均中子數作為基準來進行裂變截面的絕對測定,與陳進貴、崔訥河和劉桂生一起順利完成了此項任務,接著完成了235U和239Pu對裂變譜中子的裂變截面檢測。
1973年,為國防須要,張煥喬負責舉辦239Pu快中子裂變的瞬發中子平均數(νp)隨入射能量(En)變化的檢測,要求精度達1%。當時擁有的實驗手段不能滿足要求,于是他率領課題組,自己動手創造條件,用三年多時間,在國外首次制成大體積載釓閃動液體偵測器、載量達105微克钚的快裂變電離室(過去僅1微克钚水平)和高穩定性的脈沖數剖析器。最后測得的νp值精度達0.8%,與當時美國最好水平相當。檢測的數據顯示在0.15~2.0MeV能區νp(En)的斜率有增長的趨勢,后來得到英國橡樹嶺國家實驗室數據的支持,也在英國ENDF/BV數據庫中得到反映。該數據被英國國家數據中心搜集,并獲1978~1979年度國防教委重大成果獎二等獎。
系統研究了自發裂變和中子誘發裂變的中子平均數及其與碎片特點的關聯。精確檢測252Cf自發裂變的瞬發中子平均數及中子數量分布,提供了高精度裂變中子產額的中級標準,被國際上譽為“高質量的檢測”。國際核數據委員會將此數據作為原始標準數據搜集和推薦,是承認的13個數據中精度最高的4個數據之一,至今仍是國際上“熱中子常數和252Cf自發裂變中子產額”這組重要中級標準中被收入的惟一中國數據。
張煥喬充分借助國外條件,在國外帶動了超钚核的化學研究。他對國外可獲得的超鈾核240Pu,242、244Cm和252Cf自發裂變的瞬發中子平均數及中子數量分布Pν作了精確檢測,得到了裂變中子平均數和裂變核質量數以及裂變中子數分布間距σν和裂變中子平均數呈線性依賴關系的兩個經驗規律。還測定了242Cm的α和自發裂變半衰期,這是當時國際上衰變數據評價急切須要的數據之一。
舉辦了252Cf自發裂變的瞬發中子數與碎片質量、電荷和總動能的關聯檢測。實現了4π與π/3兩種幾何的精確檢測,豐富了關聯數據,給出了更完整的規律,并糾正了前人的錯誤。第一次強調在4π與π/3幾何檢測中得到的炎爆裂變中子平均數隨裂變核質量數變化在質量對稱區域與極不對稱區域存在顯著的系統差別,闡明了實驗存在的問題。
研究了252Cf三分裂的瞬發中子數分布及瞬發中子平均數與長程α粒子動能的關聯。首次給出252Cf三分裂的瞬發中子數分布的實驗結果,觀察到三分裂與二分裂瞬發中子數分布相像,但三分裂的平均瞬發中子數(3.03±0.02)顯著大于二分裂的(3.743±0.018),這意味著252Cf長程α粒子伴隨裂變的碎片平均總迸發能比二分裂的低~6MeV。從兩種裂變的瞬發中子數量分布的相像性推論出這兩種裂變在破裂時圍繞平均狀態的漲落非常相像。
20世紀70年代末,原子能院設立串列加速器,他把注意力轉移到核化學基礎研究領域,并出席了引進串列加速器化學籌辦組,討論串列加速器的數學終端、計算機和電子學設備等。1982年初應邀赴日本利亞洛國家實驗室(LNL)從事在XTU-15串列加速器上的重離子偏析反應實驗工作,合作建成靜電偏轉板裝置,并負責了前期檢驗實驗。
1984年2月歸國后,他提出了舉辦壘下重離子裂變角分布的研究課題,從最初的設計和加工反應靶室和靜電偏轉板等基本工作入手中國大學核物理專業排名,實現了用靜電噴射法治成多種放射性薄靶,構建起一個可以用作實驗的數學終端。1987年原子能院建成HI-13串列加速器即將開始供束,他和合作者用8年的時間,系統研究了近壘和壘下重離子偏析裂變反應的角分布。
張煥喬具有細致嚴謹的科學精神和敏銳的科學洞察力,在科學研究中從不放過對任何一點異常征兆的探求。勇于創新,能于常規中找到新奇。如在國際上首先采用碎片折疊角技術分辨偏析裂變與轉移裂變,發覺碎片角分布各向異性的異常現象。在這項研究中,確證碎片角分布各向異性在深壘下能區普遍異常,發覺碎片各向異性隨剛體能量變化出現一個異常峰,并出席提出了一個新的預平衡裂變模型,得到美國實驗支持。實驗發覺遭到了國際同行的認可和稱贊,日本的Back院士在ANL進展報告手指出:“在重復16O+232Th壘下偏析裂變的碎片角分布實驗中,否認張(煥喬)等人在碎片各向異性迸發函數中觀測到的反常峰和壘下能區的碎片各向異性反常的特點。”教授在1989年重離子化學及應用國際大會總結手指出,“張(煥喬)報告了在近庫侖勢壘能區偏析裂變中一個驚人的裂變角分布各向異性的異常。這個異常是在廣州串列加速器上首先被觀察到的,它早已造成很大的興趣。一個可能的解釋是來自這低能區的轉移裂變的競爭”。相關工作獲得1992年局級科技進步獎銀獎和1999年國家自然科學獎三等獎。后來在重離子偏析反應、原子核暈結構和奇異核反應與衰變等方向都作出了一些重要工作。
籌謀學科發展,注重國際交流
他積極舉辦國際合作,實現與日本里亞洛國家實驗室、日本理物理研究所和美國庫爾恰托夫研究所與杜布納聯合核研究所的國際合作,申請她們的束流時間舉辦相關實驗研究,或她們來上海出席串列加速器上的實驗。有的合作持續至今。他看見研究組發展的須要,介紹了多位年青人出國深造,為國家培養了人才。
結合研究組的工作,他考慮到少體理論的重要性和國外少體理論的薄弱,見到博士生喻寧很擅長理論公式的推論和編撰程序,適宜這個研究工作,于2007年讓喻寧主要學習少體理論。剛開始追隨北京學院的劉福慶院士學習法捷耶夫()多項式方式,但發表的文章投到美國,審稿人覺得內容不夠新穎,沒能接收。張煥喬積極聯系美國的理論家,讓喻寧2010年博士結業后緊接著去法國圖盧茲高等技術大學Lidia和院長哪里學習前沿的法捷耶夫少體理論。
張煥喬關心國外大科學裝置建設以及后續科研工作的進展,如:1.考慮到HI-13串列加速器的能量限制了好多有意義化學工作的舉辦,積極倡議后加速器的構建,促使引進日本StonyBrook實驗室的超導直線加速器,并關注后續工程進展;2.關注長沙中科院近代化學研究所超重核譜儀的研發和化學實驗的進展;3.關注國外大科學裝置如散裂中子源等工程的進展。
在談及原子能院過去的偵測器和電子學等研究組時,他深表憤慨,說這種都是實驗室里很基本、很重要的技術,原先實力很強,國外從這兒起家,好多電子學插件和偵測器都是自己做。但如今基本上消失了,須要時都得靠訂購了,但是大多數得靠買美國的產品,小攤散了要恢復上去就要花大力氣了。
在近壘能區重離子核反應實驗研究工作中,重視與美國核反應方面理論家的交流與合作,以及借助美國的加速器束流做實驗。積極出席國際大會,把握領域前沿和動態,并遞交報告,與專家討論,提高研究水平。為了擴大我國核化學基礎研究領域的國際影響,積極申請小型國際大會。在2006年8月波蘭里約熱內盧舉行的第九屆國際核核碰撞大會()上,與日本MSU、TexasA&M和美國的申請者競爭下一屆大會()的承辦權。因此,他會前悉心打算申請材料,會間積極與國際顧問委員會成員交流,爭取獲得最大的支持。成功申請后,負責籌備大會并兼任大會主席,全面負責大會報告人的選擇、會議日程的安排、會議經費的籌措等。大會的成功舉行遭到了美國參會者的好評。
身教勝過言傳,關心同學中學生
張煥喬先生恬淡名利,平易近人,從不擺架子。他嚴于律已,在每次的基金申請中,沒有掌握完成的任務從不寫進去。平常遇見事情總是向前趕,從不拖你們后腿。無論生活還是工作都非常儉樸,直至八十歲高齡,還是堅持騎著自己的舊式單車上放學,平常出差也都是與年青人一起坐經濟艙。你們習慣了,從來沒想過要給老先生買頭等艙,以至于有一次謝翊由于給張煥喬買了經濟艙而被領導教育。
2015年6月21日至26日,張煥喬先生與張英遜、圖雅和賈會明同行,去美國卡塔尼亞核化學國家實驗室(LNS)出席第12屆核核碰撞國際大會(),搭乘俄羅斯民航公司的廉價客機經濟艙,晚上從上海出發,來回在莫斯科轉機等候時間均在八九個小時,等候時只能坐在凳上。長途鞍馬疲累,加上時差和本身睡眠不好,疲勞程度可想而知。但他還是全程參會,按照節目單選擇自己最感興趣的分會報告轉戰不同的分會場,坐在靠前的位置,認真傾聽報告并與報告人積極交流相關問題和建議。
張煥喬先生對科學的好奇和探求永不停歇中國大學核物理專業排名,盡管近些年來視力急劇衰弱,但依然堅持閱讀文獻的習慣,放不下自己情系的科學研究。他對科學研究的極昌平趣和驚人的毅力讓人衷心佩服。現在,盡管年齡大了,沒法親自去實驗室干具體工作,而且還情系實驗,常常與組里的朋友和中學生討論工作中的問題,放不下熱愛的數學研究工作。
目前,張煥喬先生早已培養了二十多名博士、碩士研究生和一名博士后,在培養過程中,對中學生要求嚴格,自己身先士卒,率領她們舉辦科學研究,幫助她們盡早成長,鍛練成具有獨立研究能力的科研工作者。希望她們青出于藍而勝于藍。教育中學生既要勤勉努力,又要動腦思索。既要腳踩實地,立足現實,又要籌謀發展,著眼未來。在實際工作中要靈活處理自主研制與訂購設備的關系。在張先生的辛勞培植下,不少中學生已然成為專業骨干人才。
張煥喬對中學生給與了非常的關心和教育。在2012年10月賈會明去美國的前三天,專門把賈會明叫去吃午飯,張先生的夫人也出席了(這是賈會明十多年來惟一一次看到她在餐廳喝水),張煥喬在飯桌上反復叮囑賈會明要認真工作,學習人家先進的東西,殷切教誨,至今不忘。張煥喬在2016年第3期《物理》雜志撰寫《花中真君子風姿寄高雅——感念恩師何澤慧先生》一文,專門把這本刊物獻給賈會明,告訴他上面有介紹何澤慧先生的稿子,并說:“帶回家給你夫人瞧瞧,對她教育小孩有用處。”稿子寫得很生動、全面、翔實,可看出他對恩師的敬愛之情和深厚的師生情義。2017年10月出席在上海學院舉行的大會,聽林承鍵說賈會明也出席此會,主動聯系賈會明讓搭車同去,確認搭車后又聯系司機具體的乘車時間,還特意打電話告誡去他家里等車,說外邊冷,不要在外邊等。得悉賀創業也想搭車后,他也爽快答應。
張煥喬先生每逢年末就會把在組里待過的中學生和朋友聚在一起,跟你們傾心暢談,了解你們的工作情況并給與指導和鼓勵。假如在一些場合發覺年青人的問題,總會含蓄強調其問題,督促其改正,并給與更多的肯定和鼓勵,希望年青人就能塌實工作,盡早提高能力和水平,為國家做出更大的貢獻。他將老朋友也記在心上,曉得張錫珍老師家里困難,多年來仍然給與很大的精神支持和物質幫助,就在張錫珍老師離開的前一個月還委托謝翊送去潤喉嚨的保健品。(謝翊、賈會明,作者單位:中國原子能科學研究院)
雜記:精神財富
張煥喬先生在青年時代深受了老一輩科學家嚴謹求實、鍥而不舍的科學作風和嚴于律已、寬以待人的高尚人格的薰陶,現在又把這種寶貴精神財富傳給了小輩。他囑咐小輩要注重鍛練動手能力,認真細致地打算實驗,實驗數據的處理和剖析要反復檢測和推敲,要能禁得起檢驗,確保正確無誤后才能發表。張煥喬是對老一輩科學家敢為人先、嚴謹求實精神財富的承繼者和弘揚者。張老師樸素謙和的優雅品質和對科學研究的執著探求精神影響著一代代人,是對科研工作者極大的精神鼓舞。目前他所在的課題組似乎面臨著眾多困難,但依然弘揚著老先生的科學精神,堅持在基礎研究的公路上戮力前行。
老義工張煥喬
■謝翊賈會明
隨著年紀減小和視力的變差,張煥喬先生從一線的實驗室工作逐步轉移到更多的義務工作。
2016年領了大百科核化學詞條任務后,他積極組織安排任務分工,匯總后也是反復推敲和比對、認真校對,在規定時間內完滿完成了任務。在匯總初審的過程中,遇見自己不熟悉的領域,就討教多方專家,如在翻譯flow時,不能確定其英文定名,打電話給莊鵬飛和李祝霞等多位理論家確認。
在新版《物理學名詞》的編纂工作中,他是全省科學技術名詞審定委員會第三屆數學學名詞審定委員會成員,親自負責核化學部份,為編寫工惡心心瀝血,做了大量具體工作。
他多次出席香山科學會議,為核化學前沿研究進言獻計,如近來出席了第572次(2016年10月18日至19日)高能環型正負電子對撞機—中國發起的小型國際科學是要和第618次(2018年3月20日至21日)典型礦區幅射的評價技術及其對生態安全影響。
張煥喬考慮到原子核無中微子雙β(0νββ)衰變的重要科學意義,他早在2012年前后就建議白春林用QRPA方式做核矩陣元的理論研究。他看見國外近幾年提出了多個實驗方案,早已有能力舉辦這方面研究,有望通過不太大的經費開支,產出重要的科學成果,攻占國際先機,就籌謀著怎樣整合國外力量,想到通過申請科大學戰略咨詢項目支持促進國外的研究,并對該咨詢項目進行整體籌劃,親自聯系國外幾家主要的力量和相關理論家,討論具體偵測器的研發和核素的分離與生產等關鍵事宜。他還按照戰略咨詢項目的要求,為咨詢項目安排具體任務,請中科院高能化學研究所的邢志忠研究員負責圖書的寫作工作,對組織大會的方式、會議內容和參會人員早已做到了心里有數,希望做到既節約你們時間,節約經費支出,又提升大會效率,真正解決咨詢項目須要解決的問題。
2018年3月20日張煥喬在中國科大學物理化學學部常委會上,親自作了申請戰略研究咨詢會的報告,近物所許怒,高能所邢志忠,北京師大劉江來、韓柯和中國原子能科學研究院賈會明出席了報告會。計劃通過前期的討論和預先研究,確定可行的路線和研究方案,為在中國挑戰這個科學困局理清公路。