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我国首台核爆光冲量计诞生的故事

科技   来源:中国科学院长春光机所

2024-10-17 19:00:30

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在中国第一颗原子弹爆炸成功60周年这一值得纪念的历史时刻,让我们共同回顾长光人参与“两弹一星”事业的故事。


今天,我们沿历史长河回溯,去看一看我国第一台核爆光冲量计诞生的故事。



核爆炸所产生的光辐射的杀伤效应和杀伤范围有多大?爆炸当量又如何计算?成为当时我国核试工作的一大难题,而这个光荣的任务就落到了当时在中国科学院长春光学精密机械研究所工作的35岁的年轻科学家陈星旦身上。


陈星旦清楚地记得那是1962年的一天,他突然接到国家国防科委的紧急通知,要他速到北京参加一个绝密会议。当时长春光机所所有的人都不知道陈星旦接到了什么特殊通知,他自己也不清楚像自己这样一名普通的研究人员,有什么重要的事情需要马上赶去北京。那一天陈星旦的心里忐忑不安。


陈星旦一到北京直奔国防科委报到,办公室负责接待的同志立即把他带到会场。一场事关国家命运的会议正在紧张召开之中。直到此时,陈星旦才知道他要参加的是一场研究原子弹爆炸的绝密会议。当时,我国原子弹的研制已取得重要进展,马上就可以试爆,然而试爆前还有一系列的问题需要搞清楚,其中最重要的一个题目就是核爆炸所产生的光辐射的杀伤效应和杀伤范围有多大,爆炸当量又如何计算。陈星旦所要承担的任务就是要在一年多的时间内攻克核爆炸光冲量的测量。


国防科委只向他布置了目标和任务,至于采取何种方法,研制出什么仪器来完成任务,一切都由科研人员自行决定,这是那个“自力更生”的大时代“一切从零开始”的特色。领到任务后,陈星旦觉得特别光荣,但是压力也很大。回到长春光机所,陈星旦立刻全身心投入到工作之中。他本来就是个工作狂,这下更是不分昼夜地把自己关在实验室里拟方案做试验。所里的同事没有人知道他在忙些什么,只有保卫科的同志知道他研究的课题是绝密,因而采取严格的保卫措施,不让任何人随意进入陈星旦工作的实验室。同样,出于保密的原因,在整体技术方案的设计上,陈星旦也不能和周围的同志公开讨论,只能在技术方案确定后将课题分成若干小部分,请其他人完成其中一个一个的分课题。同时,陈星旦还要时常独自到北京汇报工作,与国防科委的专家进行论证。


陈星旦曾说:“科学研究不能全靠灵感,所谓的创新性想法,是科研人员日复一日、年复一年积累经验的基础上形成的。”


比如模拟光源。原子弹爆炸后,会在瞬间产生巨大的光冲量,要想事前对此进行测量性研究,必需找到相似的模拟光源,可是那么亮的光源上哪里去找呢?国防科委有人提出用探照灯光,陈星旦认为探照灯的光不够均匀,强度也不够。基于大气光学中的“太阳镜”装置,陈星旦在净月潭建立了大口径定天镜,改变反射镜面积和焦距并采用机械调制, 可灵活自如地获取不同辐射强度和辐射时间分布,逼真模拟核爆光辐射。试验中,陈星旦还充分利用自己以往研究水平磁力秤、温度计量和红外分光光度计的基础,研制出了测量核爆炸光辐射强度随时间变化而变化的记录式光冲量计和自动显示核爆的总光冲量的积分式光冲量计两种测量系统,后一种自动测量系统不需电源,布点不受场地限制,而且安全可靠,便于在核爆后全面回收数据。只用了一年时间,陈星旦就成功完成了国家交给他的任务。


见证奇迹与光荣的时刻终于来临。


1964年10月16日,我国自行研制的第一颗原子弹成功爆炸。陈星旦没在现场,也没人告诉他光冲量计的试验结果。但是他对自己研制的仪器有着绝对的自信,心里充满了欣喜和骄傲。


他值得骄傲,因为为了保证原子弹测量工作的绝对成功,在爆炸现场同时启用了几家单位研制的仪器设备,事后证实陈星旦的光冲量计记录最准确。


1988年,陈星旦收到一份二十一基地提供的试验证明。虽然早已心中有数,但也的确过了整整24年,他才终于得到光冲量计顺利完成测试任务的确凿证据。


此后,陈星旦的这套测量系统成为历次大气层核爆炸试验必备的测量仪器。只是出于保密原因,他的研究成果不能对外公开,也不能写论文,也没有申请过专利和科技进步奖。


1999 年 9 月 18 日,国家召开了“两弹一星”的表彰大会,陈星旦埋藏了三十五年的科研成果才得以公开。由“‘两弹一星’元勋”程开甲院士、光学泰斗王大珩院士分别从意义和技术两个角度,对光冲量计给予高度评价:


陈星旦同志负责研制的光冲量计,创造性地解决了大能量、宽量程、高灵敏度、快速响应等参数的合理关系和测量过程中的温度漂移,用于实时测量,记录核爆炸光辐射能量变化过程和总能量,为研究核爆炸光辐射的杀伤效应、杀伤范围、爆炸当量计算等,提供了精度可靠的数据。


因核爆光辐射威力测试中做出突出贡献,陈星旦于当年 10 月被选为中国科学院院士,那年他已是七十二岁的高龄了。



作者:王磊
责编:徐慕旗
二审:李开宇
终审:李亚东

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