一件是反應堆的改建。改造舊堆的工作難度很大,特別是反應堆有很強的放射性。我對反應堆不很內行,就多聽專家的意見,經常向主管所領導和工程負責人了解情況,對安全防護提出要求。由於大家艱苦努力,隻用了一年零七個月時間,反應堆就改建成功了。它的技術性能超過了老堆的設計指標,熱中子通道及活性區內可以利用的實驗孔道增加了一倍多,而總投資卻隻有建一座新堆的十分之一。這項工程先後獲得國防科工委重大成果獎、國家建委優秀設計獎和國家科學技術進步一等獎。
反應堆建好後,不僅增強了生產放射性同位素的能力,還增強了開展物理實驗、中子活化分析以及在與國民經濟有聯係的其他領域應用的能力。但是,與國外相比,堆旁的物理實驗工作不夠活躍。我在一次學術委員會上特別提出這個問題。
我認為堆外圍的物理實驗,是一項很重要的工作,隻有把堆外圍的實驗設施搞起來,才能充分利用反應堆產生的中子。我們還要吸引所外科研人員來做工作,不能把中子白白浪費掉。我支持成立中子散射應用研究室,由原子能研究所、中國科學院物理研究所共同與法國原子能總署合作,在反應堆旁建造冷中子源,開展凝聚態物理研究。
再一件是1979年4月14日,國家科委、國防科工委批準在原子能研究所增建一套串列加速器及相應的輔助工程。加速器是從美國引進的,這項工程完成後,對改變原子能研究所的科研設備麵貌,提高科研工作水平有重要的作用。為了盡可能多地利用這台加速器開展核物理研究工作,我幾次到二機部要求主管局增加科研投入,多安排一些束流管道。
1986年5月,串列加速器建成了,我親自主持召開北京國際串列物理討論會,有美國、英國、日本、丹麥等11個國家的150多位代表參加。1987年底,我和錢三強等25人聯名給國務院領導寫報告,提出《關於充分發揮大型科研裝置的作用,組建國家實驗室的建議》,提議成立幾個國家實驗室,並且由國家撥款解決實驗室所需要的經費。1988年12月,北京串列加速器核物理國家實驗室正式成立了。
1981年初,我聽到一個消息:每年我們國家要花100多萬美金從國外購買同位素。你們知道同位素是什麼嗎?
原於是由原子核和繞核旋轉的電子構成的,原子核裏有質子和中子。科學家發現,有些原子的化學性質幾乎完全相同,而它們的重量卻不同,這是怎麼回事呢?原來這些原子中的電子和質子的數目相同,而中子的數目不同,科學家就將這些原子稱為“同位素”。例如氫原子有3種同位素:普通氫原子核隻有1個質子,沒有中子;極少數的氫原子核裏有1個質子和1個中子,這種氫被稱為重氫,也稱氘;還有一種氫原子核有1個質子和2個中子,被稱超重氫,也稱氚。比如鈾的幾種同位素都有92個電子和質子,有一種同位素有146個中子,質子和中子加起來是238個,這種同位素就稱鈾238,還有鈾235、鈾234和鈾233,你知道它們各有多少個中子嗎?同位素在工業、農業、醫學和科研上都有很多用處,並且推動各門科學加速發展。
在原子能研究所學術委員會擴大會議上,我講了這件事,提出我們能不能經過自己的努力,不進口或者少進口些同位素?我們要努力增加產量,提高質量,擴大新品種的研製,除了滿足國內市場的需求外,還要爭取外銷。之後,在一次所務會議上,我們專門討論研究了同位素生產研究部的工作。在全所討論全國科技工作會議製定的方針之後,我對原子能研究所的方針、方向提出建議:“重應用,固基礎;利民生,挖潛力;發揮才智,多出成果;發揚民主,集思廣益;加強團結,為國出力。”
1981年春天,二機部與國防科工委聯席會議提出了“保軍轉民”的方針,在所黨委會議上我發言,認為貫徹核工業“保軍轉民”的方針,要把重點放在核能和核技術的開發利用上,原子能研究所尤其要把同位素盡快搞上去,要注意在科研工作中安排為國民經濟建設和學科發展服務的應用研究和應用基礎研究。
作為所長,要做的事情是很多的。有一項工作我還要講一講,這就是我一直關心的,也是我最想做的“慣性約束核聚變”。原子能也叫核能,分為裂變能和聚變能兩種。從20世紀40年代起,人們已經掌握和利用了裂變能,並且在50年代建設了原子能發電站,為人類造福。從50年代開始,人們又在進一步探索核聚變能的利用。
什麼是核裂變呢?核裂變是重的原子核分裂成兩個質量差不多的原子核,同時放出兩三個中子。科學研究又發現,兩個重量輕的原子核發生核反應以後,會聚合成一個比較重的原子核,同時放出能量,這就叫聚變反應。聚變比裂變放出的能量要大很多很多。太陽放出的能量,就是輕原子核聚變產生的。氫彈是核聚變武器,但是,一直到現在,人們還不能對核聚變反應進行控製,轉為民用。因為核聚變的能量巨大,它的反應溫度高達幾千萬度,這麼高的溫度,現在人們掌握的任何容器都會被熔化。
為了控製聚變反應,現在人們有兩種辦法:一種是采取磁場約束,就是把聚變物質架空在一個比普通磁鐵強度大幾萬倍的磁場中,對反應加以控製;再一種是激光或粒子束約束,就是利用聚變物質的慣性,在它還沒有來得及從反應區飛散的時候,用激光或粒子束加熱點火,引起聚變反應,並加以控製。不少國家都建起了受控核聚變研究裝置,許多核物理學家在從事受控核聚變的研究;我國也有這方麵的研究裝置,有一些人在研究。我希望原子能研究所也能在核聚變方麵開展研究,創造新局麵。