原子能分析仪

“共和国第一台粒子加速器”纪念标志 中科院传播局供图　　近日，离熙熙攘攘的中关村闹市区不远，有一处僻静的草坪，在这里悄然出现了一座约高7米、长8米、宽3米且加装了玻璃幕墙保护的历史仪器设备展示台。光洁透亮的玻璃幕墙内，摆放着控制台、电动机、储压罐、转换器等这些人们似懂非懂的仪器设备，它们历经了半个多世纪的不平凡岁月，也早已告别了当年那些日夜不息的紧迫和繁忙，却记载着老一辈科学家们的珍贵故事，以及那一段共和国科技历程的不朽辉煌。　　这是“共和国第一台粒子加速器”的纪念标志。在国家纳米科学中心园区里，它静静地伫立在被老同志们誉为“共和国科学第一楼”的中关村“原子能楼”旧址一侧，并作为科学精神的浓缩和象征，告慰先辈、激励后人。　　9月2日下午，中科院举行“共和国第一台粒子加速器”纪念标志的落成典礼，活动简朴而不失隆重。中科院副院长王恩哥、副秘书长邓勇，著名物理学家叶铭汉院士，高能所党政负责人及部分老同志，纳米中心党政负责人、部分科研人员以及研究生，参加了落成典礼。　　从“共和国科学第一楼”文史价值保护，到“共和国第一台粒子加速器”纪念标志，这还有一段不为人知的故事。在过去两个多月里，经中科院院长白春礼的直接关心过问，由相关部门工作人员组成的联合工作组，经过了紧锣密鼓的调研、周到细致的协调，终于在科学事业发展和文化传承的两者之间，寻找到了这一 “最大公约数”，得到了关心共和国科学历史文物价值的老专家们的赞同，也受到了期待当前建设发展条件的科学家们的赞誉。　　“原子能楼”的历史情怀　　“原子能楼”是我国核能科技发展的最初历史见证，也是中科院在中关村的历史标志建筑物之一。1953年该楼建成，归属当时的中科院近代物理研究所管理使用。在中关村同期兴建且目前仍在正常使用的，还有力学楼、物理楼、化冶楼、电工楼、生物楼、声电楼等历史建筑。　　已经91岁高龄的叶铭汉回忆，上世纪50年代初，他的导师钱三强“创建了中科院近代物理研究所，并亲自到中关村勘测选址”，随后一幢砖混结构 6004平方米的5层大楼拔地而起，建成后就一直被称为“原子能楼”。这在当时还是大片菜地农田和稀疏简朴民宅的中关村，“科学院建的几幢科研大楼，显得很气派很特别”。在“原子能楼”建成之初，主要用于物理学相关领域的科研和实验，钱三强、王淦昌、彭桓武、邓稼先、于敏、朱光亚、陈芳允等多位物理学界著名科学家，曾先后在该楼工作过。在近年来回忆中科院历史的文章里，该楼也被有些老同志誉为“共和国科学第一楼”。　　上世纪50年代中后期，随着国家战略需求任务的逐渐明朗和具体实施，近代物理研究所的研究队伍逐步壮大、学科渐渐扩展，并在随后十几年里逐渐分化组建了物理研究所、原子能研究所(中国原子能科学研究院前身)、高能物理所等研究机构。以中科院近代物理研究所作为起始点的发展，钱三强曾形象地称之为 “老母鸡下蛋”，拓展出了我国在核能物理、化学物理、光学物理、电磁物理等领域的一批骨干研究院所，并为共和国“两弹一星”事业作出了关键性的重要贡献。　　也是在这幢“原子能楼”里，赵忠尧率领着他的精干团队，白手起家、夜以继日、历经艰辛，自行设计研制出了我国的第一台粒子加速器，并完成了国防需求和尖端科研的攻关任务。此后，虽经历了几代人几辈科学家的新老更替，但大家都十分珍爱这台早已退役却功勋卓著的设备，并一直完善地保存到今天。　　在叶铭汉和曾经在这幢楼里工作过的老科学家们记忆里，当时，科研人员一切从零开始，从无到有，为我国原子能事业奠定了最初的科学基础。“原子能楼见证了这段历史，体现了中国科学家在困难时期顽强拼搏、敢为人先的创新精神，是中科院宝贵的精神财富。”叶铭汉表示，“对我们而言，也是一种难以割舍的情怀。”　　国家战略下的纳米科学面临“空间”瓶颈　　走进“原子能楼”所在地的纳米中心园区里，第一感觉便是“挤”——临街的南楼入口直接作为进出园区的大门，紧邻南楼的东西两侧已被两幢矮楼牢牢占据，整个园区在空间布局上显得十分拥挤和压抑。炎热的夏季，一踏进这个园区就感觉到“挤”得似乎就连空气的流通都成了问题。没有大门、没有院落，少得可怜的狭窄绿地，更不用说常规园区可以停车的“奢侈空间”了。　　可就在这个园区里的国家纳米科学中心，却担负着国家纳米科技事业发展的基础性、前瞻性、战略性的重任。在当今世界科技突飞猛进的发展中，我国能够“领跑”的科技领域很少，甚至于“比肩竞跑”的也不多。　　但近年来由该中心作为“旗舰”的我国纳米科技事业，取得了“弯道超车”的显著成绩，特别是在原子力显微镜成像、纳米标准和纳米生物等方面获得了突出成果，渐显优势。“我们大致处于‘领跑’与‘比肩’之间的位置。”该中心主任刘鸣华研究员介绍说。　　所谓“弯道超车”，是在2003年国家批准中科院、北京大学、清华大学共建国家纳米科学中心，“集中优势兵力”攻坚克难，并在新体制机制下加强科教结合及学科交叉，十多年来合作成效良好、科技成就显著。迄今，国家纳米科学中心已经位于世界纳米科学领域最重要科研机构的前列。　　纳米科技的发展，事关微电子技术、材料科技、生命科学、能源环境等相关领域的发展 从老百姓的日常生活，到诸多科技领域的发展突破，甚至国防科技建设的急切需求，可谓其应用领域广泛、应用意义重大而深远。　　然而，随着科研事业发展、人才队伍不断壮大，近年来国家纳米科学中心的科学实验及科研办公的空间，已经极度紧张匮乏。“我们的科研人员，只好在地下车库里搭建实验室，甚至在地下车库的斜坡道上摆放试验台开展工作。”该中心党委副书记唐裕华诉苦道。　　记者也看到，现有的科研楼里已经拥挤不堪，就连楼道里也架起了一连串的试验设备。若将从事纳米科技的我国几十家科研机构看作是一支“海军舰队”的话，那么国家纳米科学中心这艘“旗舰”亟待成为“辽宁号”，而不是眼前的“瓦良格号”。　　为支持国家纳米科学中心的发展，几年前中科院制定的“十二五”规划，已经批准了“纳米集成技术与纳米制造综合研究平台”科研大楼的规划项目。由于该中心整个园区的狭窄拥挤，在随后该科研大楼的具体勘测选址时，只好选在园区北部的现规划楼址，这也就与包括“原子能楼”在内的部分旧建筑形成了部分楼址及空间的冲突。　　经向国家和北京市相关部门申请报批，完成了诸如立项、可研、概算以及市政等多项纷繁复杂的审批手续，这项建设工程原计划在2015年底进入施工阶段。由此，“原子能楼”的去留，成了一个渐渐凸显出来的难题。　　今年6月初，临时受委派来牵头解决这一难题的中科院副秘书长邓勇，曾不解地问及国家纳米科学中心，“你们也是的，当初为什么不去郊区选址，比如怀柔的中国科学院大学新校区附近?”唐裕华带着一脸的委屈，无奈作答：“我们是中科院、北大、清华的三家共建，必须尽量靠近北大、清华 但这附近，科学院哪还有其他地皮呀!我们没办法，院里也没办法。”　　高度重视“保护与使用相结合”　　其实，多年来“原子能楼”及中科院中关村诸多历史建筑物的“去留”，也早已经成为一个两难问题：如何能够在发展科研事业的同时，保护和传承好珍贵的科学文化历史。　　近年来，对于中科院历史建筑物承载的科学历史和见证的科学文化，白春礼高度重视，很早就明确了“保护与使用相结合”的原则要求。几个月前，对于渐渐凸显出来的“原子能楼”保护问题，白春礼还专门强调，“要尽量稳妥处理发展与保护传承科学文化精神之间的关系”。过去半年多，为了解决这个难题，中科院条财局还多次协调相关各单位、召开论证会和座谈会、听取老专家们意见。　　由于审批进程、院内外对“原子能楼”保护的意见分歧等原因，国家纳米科学中心新建科研大楼的预期施工一再拖延，且距离已获批的最后开工期限也越来越近。在今年6月4日举行的院长办公会上，该中心曾提出了“将原子能楼外墙面镶嵌于新大楼南墙外观”的保护方案。与此同时，在获悉老专家们对保留“原子能楼”的强烈意见后，白春礼又专门委派一名副秘书长牵头组成了跨单位部门的联合工作组，再次进行认真调研和协调，以期尽量保护该楼的文史价值 王恩哥、谭铁牛、曹效业等院领导，也多次关心过问此事，积极寻找可行的替代方案。　　刚刚介入“难题”的邓勇，工程力学专业出身且有过中科院大学怀柔新校区建设工程的丰富经验，首先想到了采用技术手段解决问题。“要是能把这个‘原子能楼’整体往西平移100米，不就两全其美了嘛!”很快，他向白春礼汇报了这个想法。　　6月9日中午，刚要启动的“原子能楼”拆除工作，由此果断停止。6月10日上午，联合工作组召集了第一次会议，邀请“楼宇整体移动”行业专家参会，经过现场考察、咨询分析，认真论证了“整体移动”的安全性及可行性。工作组很快得出结论，尽管十分复杂烦琐且工程量较大，但“整体移动”在工程技术实施方面，完全具备可行性。　　然而，在随后的工程审批许可方面，却遇上了实施该方案不可逾越的“拦路虎”。按照国家的现行法规，建筑物的任何规划兴建、维修、改造，都必须在经过政府主管部门对规划方案的审批许可之后，方可进行施工。虽然“原子能楼”具有一定的珍贵文史价值，但相关文物主管部门的咨询反馈是，“中关村‘原子能楼’目前尚不属于任何级别的文物保护单位或不可移动文物，也尚不属于北京市历史建筑”，即不可能走“文物保护”的特殊通道报批。而若按常规的报批，不仅审批周期冗长，更重要的是已超过60年历史的“原子能楼”，早已属于“资料和质证不全”的陈旧建筑物，无法达到审批许可的申报必备条件。　　“原子能楼”从1973年起，曾经作为高能物理所的主要工作场所，主要担负粒子物理领域的科研任务。1986年国家正负电子对撞机工程的竣工之后，该所逐渐从“原子能楼”搬迁至位于北京西郊玉泉路的现址。在近30年来的历史变迁中，“原子能楼”先后由高能物理所、生物物理所、微生物所、国家纳米科学中心等多家研究机构混杂使用，且该楼的资产权、管理权、使用权又长期未予明晰和统一，不仅一直缺乏整体规划和保护维修，也不幸成为了“资料和质证不全”的陈旧建筑。邓勇对此不无遗憾地叹惜，这是“难以归咎的历史原因”。　　6月22日，联合工作组再次叫停了已获批准手续的“原子能楼”拆除施工。在随后的调研中，多位老专家表示，在“原子能楼”里诞生的我国第一台粒子加速器，科研人员曾经用它完成了国家战略需求的攻关任务，也培养了一大批优秀骨干人才，如今我国粒子物理研究的蓬勃兴旺事业，也发端于此。联合工作组茅塞顿开，这台加速器作为彼时的“宠儿”，也是现今的“宝贝”，最能代表和纪念那段珍贵历史所承载的科学精神与科学文化。　　现场查验，加速器的主体设备高约6.2米、直径约1.6米，由不锈钢制成 配套设备的控制台、电动机、转换器等，虽然略显陈旧，但大多外观良好。若将该设备移出“原子能楼”，并在旧址附近的合适位置，设置基座并重新安放保存，应是最珍贵的纪念标志物。解决问题的“抓手”，终于找到了!联合工作组异常兴奋，及时将此方案广泛征询意见，得到了相关老专家老同志们的认同，并报呈院领导，也得到了认可批准。　　顾全大局的“最大公约数”　　联合工作组在开展工作后，专门拜访了叶铭汉、樊洪业、柳怀祖等几位积极呼吁的老院士和老专家，并召开有关老同志座谈会，向他们详细介绍相关情况，包括院党组“保护与使用相结合”的原则要求，包括联合工作组的保护意愿、现实困难、决策过程、工作进展、预期打算，进一步听取他们的意见建议。　　“原本想得比较简单，就是把大楼保护下来作为纪念，没料到实施起来会那么困难。”曾积极支持和呼吁“保留‘原子能楼’”的叶铭汉，在得知了客观的现实困难以及联合工作组的竭尽努力之后，豁达地表示，“应当以大局为重，支持科学事业的长远发展，支持国家纳米科学中心的新楼建设!”　　中科院院史研究室原主任樊洪业，对“原子能楼”的去留，也一直很关心。“作为一名科学历史的研究者，我一直为中科院发展历史感到光荣。”樊洪业20多年来，一直把保护历史遗迹、传承科学文化，当成自己的责任和使命。在这一点上，他感到自己与白春礼惺惺相惜。　　2014年11月，在庆祝中科院建院65周年的典礼上，白春礼的演讲中回顾了中科院“与祖国同行、与科学共进”的光荣历史，并表示“中国科学院 65年的发展历程，为我们留下了丰富而宝贵的思想文化和精神财富，形成了我院源远流长、历久弥新的优良文化传统”，这给樊洪业留下了深刻印象。　　对于“原子能楼”难题的解决，樊洪业在了解全面情况后表示，“国家纳米科学中心科研新楼的建设，应该正常推进，但一定要给‘原子能楼’、给‘两弹一星’前辈们留一块纪念地。”同时，樊洪业还提出两条具体建议：“第一，应当对中关村类似‘原子能楼’的现存历史建筑物，及时进行一次系统的梳理普查，由文物保护和科学史研究等领域的专家进行评估后，制定可行的综合保护方案并尽快实施 第二，希望能在‘原子能楼’的故址或附近，同时规划建立一块庄重的纪念碑和有规模的科学精英群体雕塑，应该包括钱三强、彭桓武、王淦昌等一批老前辈。当然，具体选址建碑及规划群体雕塑一事，可以根据情况，从长计议。”　　尔后，近年来也极为关心“原子能楼”去留，曾从始至终参与了国家正负电子对撞机工程建设的老同志柳怀祖，以及曾经在“原子能楼”工作过的高能物理所离退休老同志们，也纷纷赞同樊洪业的具体建议，既要珍惜和保护中科院现存具有珍贵文史价值的历史建筑，也应该顾全大局、着眼未来，支持国家纳米科学中心的建设方案。　　对于樊洪业提出的历史建筑普查，联合工作组及时开展了相应工作。在中关村地区仍在使用的中科院历史建筑中，尚有10幢是建于上世纪50年代。其中的“力学楼”，也是与“原子能楼”同期建成的一幢砖混结构5层大楼，建筑面积10844平方米。“力学楼”自建成以来，一直是由钱学森创建的中科院力学所使用管理，现今保护完好。　　同样，也曾有一大批前辈科学家长期在该楼工作过。如今“力学楼”里当年的钱学森、郭永怀办公室，不仅还原貌保留着他们使用过的桌椅书架，而且还陈列着他们的公文包、眼镜、怀表、钢笔、计算尺、字典、印章、手稿、书信等个人物品。　　樊洪业的建议和工作组的努力，也很快就有了结果。白春礼在联合工作组的专题请示报告上批示：“感谢老同志对中科院的深厚感情和理解支持。请工作组继续努力，积极听取和采纳老同志们的意见。形成的具体方案，要进一步征询他们意见之后，再上会作决定。”　　在联合工作组进一步落实的基础上，9月1日的院长办公会作出决定：批准将中关村“力学楼”作为中科院文史遗迹的标志建筑物，予以永久保护保留 对于20世纪50年代建成的中关村其他历史建筑，组织有关专家进行全面评估后，把具有文史遗迹纪念意义的纳入规划保留范畴，予以尽量保护保留 批准在中关村地区选址，规划建立科学纪念碑及科学精英群体雕塑 批准工作组已设立的纪念标志以“共和国第一台粒子加速器”命名，同意国家纳米科学中心的新建科研大楼仍按国家和北京市规划部门批准的原设计方案施工。　　至此，“原子能楼”去留的纠结，在遗憾与慰藉的交织中，总算“落地”了。永久保存“共和国第一台粒子加速器”并建立成为纪念标志，顺理成章地成为寻找事业发展和精神文化传承的“最大公约数”，也成为了多年来“原子能楼”难题的最优解。同时，对历史建筑“保护与使用相结合”的原则要求，已经得到初步落实，并仍在强劲有力的延续之中。　　“原子能楼”的“科学血脉”，在“共和国第一台粒子加速器”上永延。

近日，原子能院核物理研究所成功研制出国内首台紧凑型加速器质谱仪（AMS），标志着我国在高端核分析设备研制方面取得重要进展，为加速器质谱的高灵敏分析应用奠定了坚实基础。紧凑型加速器质谱仪（图片来源于中国原子能科学研究院）加速器质谱小型化、紧凑化是当前国内外加速器质谱研究的热点领域。经过近四年的努力探索，原子能院加速器质谱研究团队对紧凑型加速器质谱仪的核心难点——加速器紧凑化进行了创新研究，并突破高压馈入、气体输入、高压绝缘、间隙加速、气阻分布等系列关键技术，成功研制出国内首台紧凑型串列加速器。其中，串列加速器长度仅为1米，大小为传统串列加速器1/3；整套谱仪占地面积约30平米，较传统同性能的AMS装置缩小2～3倍；可实现碳-14、铝-26、碘-129、铀-236等十余种核素的高效与高灵敏分析，相关技术指标达到国际领先水平。同时，团队根据加速器质谱系统小型化和多核素高效、高灵敏分析的需求，对加速器质谱系统进行了物理与束流光学方面的优化设计，建成了紧凑型串列加速器质谱仪，有力提升了装置实用性和经济性。该加速器质谱仪综合了单极型、大气绝缘型加速器质谱仪的优点，具有结构更紧凑、性能更佳、可开展多核素测量等优势，传输效率和测量灵敏度均通过实验验证，可广泛应用于大气雾霾、海洋污染、生物医药、天体物理等研究领域。项目团队将继续深入开展加速器质谱仪的新装置、新技术研究，进一步推进我国高端加速器质谱的国产化进程，并基于该装置开展多核素高灵敏分析与应用研究，积极拓展其在环境、物理、地质、生物、药学、天体等领域的应用。科普贴士加速器质谱（AMS）是综合加速器、核物理、质谱等学科为一体的现代核分析技术，它的最大特点就是可实现极微量核素的高灵敏测定，具有其它技术无可比拟的灵敏度，因而可开展其它技术无法开展的工作，这些极微量核素发挥着“指纹”核素的功能，在许多领域发挥着独特作用，从而极大推动了相关学科的发展。AMS应用领域非常广泛，如果从空间划分，可以分为3部分。上，可以研究天体演化、宇宙射线、太阳活动等；中，可以研究环境与气候变化、全球碳循环、地震与冰川历史、碳达峰、文物考古等；下，可以研究海洋环流、海洋资源、地下矿藏、地下水年龄等。如果从学科上来讲，AMS应用领域涉及地质、考古、环境、天体物理、生物医药、核物理等。基于AMS广阔的应用领域，国际上都在开展将传统的大型AMS装置转变成小型紧凑型AMS装置的研究工作，以降低成本并简化操作流程，从而满足更广的用户需求。原子能院在AMS装置国产化和小型化方面取得了卓有成效的研究成果，也是国内唯一具备AMS装置研发能力的单位，相继研制成功了具有国际特色的单极型和大气绝缘型AMS装置，尤其是最近研制成功了紧凑型AMS装置，表明我国在AMS小型化方面处于国际先进水平。

1月6日，国家能源局在京召开国家能源研发中心授牌仪式和能源科技发展现场会，标志着首批16个国家能源研发(实验)中心正式成立，其中快堆工程研发(实验)中心落户中国原子能科学研究院。　　此次成立的国家能源研发(实验)中心，涉及核电、风电、高效发输电以及设备材料等能源重点行业和领域，对建立我国能源科技支撑体系，满足创新型国家和能源结构优化升级的战略需要以及能源技术装备的市场需求意义深远。　　成立后的快堆工程研发(实验)中心能够完善中国实验快堆相关配套设施和条件建设，依托原子能院几十年来快堆研发积累的技术和人才基础，形成国家快堆技术平台，为国家快堆战略决策提供技术咨询，为技术研发提供条件支撑，为快堆产业化和自主化提供能力保证，也为国家先进核燃料循环体系技术开发提供研发基础。快堆工程研发(实验)中心的建成，将使我国成为世界上第八个具有快堆研发能力的国家。　　快堆作为第四代核能系统的候选堆型，作为先进燃料循环体系的关键环节，对我国核能可持续发展具有重要战略意义。快堆发展的第一步——中国实验快堆，在国家科技部、国防科工局的支持下，由中国核工业集团公司组织，原子能院设计和建造，即将达到临界。2009年10月20日，国家能源局批复成立快堆工程研发中心，并列入国家核电自主化装备专项。