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致敬“四川百年百杰科学家”(十)|中国磁约束核聚变奠基人李正武:夸父逐日,永不停歇
发布日期:2021年07月14日 11时34分38秒

人物名片

李正武(1916-2013),男,浙江东阳人,无党派人士,核物理学家,中国磁约束核聚变奠基人之一,中国核聚变与等离子体学会创始人,中国科学院院士。1938年毕业于清华大学(西南联大)物理系。毕业后,曾就职于贵阳气象所、江苏医学院、复旦大学、上海交通大学。

1946-1951年,在美国加州理工学院物理系攻读研究生,获得博士学位。后任美国加州理工学院凯洛格实验室研究员,并在美国望城医学中心从事核技术和辐射应用工作。1955年李正武突破重重封锁,与著名学者钱学森夫妇等同船回国,成为第一批回到新中国的科学家。

1969年底,李正武放弃了北京优越的生活条件,跟随“三线建设”的路线,进入四川乐山原二机部585所工作。在四川,中国核聚变研究正式启程。

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在成都理工大学工程技术学院内的中国核聚变博物馆里,有一件珍贵的展品——美国产“皇家”(royal)牌打字机。这台打字机曾跟随主人沐浴过美国加州的阳光,漂洋过海回到国内,曾在北京房山见证过中国核工业的星星之火,也聆听过四川西南的绵绵雨声。

如今,这部打字机静静地躺在橱窗里,向每个参观者讲述着它曾经的主人——中国著名实验核物理学家、核聚变与等离子体物理学家,中国核聚变能源开发领域的开拓者和领军人,中国科学院院士李正武,当代“夸父逐日”的故事。

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李正武在乐山家里查阅科研参考资料      

他的故事

冲破藩篱回到祖国,落户乐山基地“造太阳”

早期在美国留学期间,30多岁的李正武在轻原子核反应方面就完成多项实验研究,对爱因斯坦质能转换关系作出当时最精确的直接实验测定,提出了带电粒子活化分析方法。用轻核反应实验测定轻原子核质量数据表的科研成果,被著名核物理专家杜布里奇博士的权威论著《实验——核物理的方法》采用,替换了原拟用的质谱仪测定轻原子核质量数据表,独立发现用a粒子轰击原子核F"的库仑激发现象。

但也正是由于李正武的成就,当时的美国移民局拒绝了李正武和妻子孙湘的回国申请。经过中国政府和以钱学森为代表的爱国科学家的不懈努力,直到1955年8月,美国政府才允许一大批被扣留的中国专家学者回国。美国政府严禁中国科学家携带任何书面文件回国,但这台“皇家”牌打字机却不在禁止之列。据李正武的女儿李漱碚介绍,由于每个人能携带的行李数量有限,“念旧”的李正武当时为此还犯了难。最终,他舍弃了一箱行李,将这台打字机带回了祖国。

李正武长期从事核物理、等离子体物理和受控核聚变等方面的研究,领导并解决了若干重大关键技术问题。回国后,他积极倡仪在中国开展受控核聚变与等离子体物理方面的研究。1955年,他协助中国原子能之父赵忠尧研制完成了我国第一台2.5MeV质子静电加速器和第一台电子静电加速器。1956年,他参加了全国十二年科学技术发展规划中的原子能科学技术发展规划,他们的倡仪被列入《十二年科学技术发展规划》。此后,他一直是受控热核聚变研究工作的积极支持者。

1961年,李正武转入核聚变研究领域,是我国较早从事受控热核聚变研究的科学家之一。他领导了绝热压缩小型磁镜装置的研究工作及小型仿星器装置的后期筹建工作,并提出建造稳态“多用磁笼”装置。就像儿歌中所唱的,“我有一个美丽的愿望,长大以后能播种太阳”,长久以来,人类一直希望通过可控核聚变反应,来创造出“人造太阳”,从而获得源源不绝的能源,大幅改善人们的生活。

为了让人类能够利用核聚变所带来的能源,当时的发达国家美欧日俄率先推出了“人造太阳”——即一个可以控制核聚变的科技装置。

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任北京401所14室主任时的李正武      

1969年底,李正武随三线建设迁至四川乐山原二机部585所工作。我国第一代“人造太阳”装置——中国环流器一号装置的研制,在乐山的物理研究院迈出了艰苦第一步。

当时,落户乐山基地的李正武一家三口住在仅10多个平方米的“干打垒”房间里。墙壁是用灰黑的混泥土块垒起的,公用的水龙头和厕所都离得很远。对李正武夫妇而言,更困难的是要走5公里山路去县城买油盐柴米,自己再用背篓背回家。当时,大家常常能看到两位年过半百的科学家,背着生活用品,在有几百个台阶的“美人坡”(当年进585所的必经之路)上,相互搀扶着行进。

在585所,李正武参加了脉冲磁镜的实验研究及改进方案的制订,等离子体喷枪实验研究,聚焦概念的提出及初步实验结果;参加了仿星器装置的研究设计,磁镜装置的方案制订,环形电流器的方案设计及实验方案;专题研究磁镜系统的注入,镜环组合的理论分析,中性粒子注入局部点火问题,从事聚变堆研究,先后提出了几项概念设想,其中有“环形连接的球环聚变概念”等。

他的成就

“夸父追日”不息,磁约束聚变造福后世

1988年,为进一步推动我国受控核聚变事业的发展,李正武及时提出了中国环流器二号的概念设计框架,为中国环流器二号A装置的建设奠定了基础。

上世纪80年代,作家莫然曾造访位于108级石梯之高的荒山上的研究所。据她回忆,刚搬迁至乐山时,所里条件简陋,研究者住宿条件差,有的甚至只能睡在帐篷里。正如莫然所说:“尽管研究所的房间就像山洞一样,但我们的科学家们用舍己的奉献精神,反复研究,光设计图纸就有3层楼高,制造出了‘中国环流器一号’。”

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李正武和同事在实验室向上级领导汇报工作      

李正武先后参加研制中国首台静电加速器,是中国第一台高气压型质子静电加速器和第一台电子静电加速器的主要研制者之一。历任中国科学院原子能研究所14室副主任、主任,第二机械工业部585所研究员、副所长、所长、名誉所长,核工业部科学技术委员会委员,中国核学会核聚变与等离子体物理学会理事长等职。他曾列席第三届全国政治协商会议,并当选为第四、五、六、七届全国政协委员。他是中国磁约束核聚变奠基人之一,核聚变与等离子体学会创始人,核工业西南物理研究院名誉院长。

李正武1980年当选为中国科学院院士(学部委员),1987年获国家科技进步奖一等奖。为推动受控核聚变与等离子体物理学术交流,创办了《核聚变与等离子体物理》期刊,任主编。他曾任国际原子能机构国际聚变研究理事会首届中国成员,《Nuclear Fusion》期刊编委,并曾多次任国际有关专业会议的顾问委员会成员。先后在国内外发表《爱国斯坦常数的精密测定》《带电粒子活化分析》《轻原子核质量》《中国受控核聚变的里程碑》《中国环流器一号初步实验报告》等论文和实验报告,在国内外产生了一定影响。

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1978年,时任国防科委领导钱学森等视察五八五所时合影,前排左二为李正武、左三为钱学森、前排右一为孙湘 

多年来,李正武一直悉心培养科研人才,他严谨的态度给年轻的科学工作者树立了良好的榜样,为国家受控热核聚变培养了大批人才。经他培养的研究生和科技人员,多数成为国家受控热核聚变和等离子体物理研究的骨干力量,为我国核聚变事业的发展作出了卓越贡献。

2013年7月30日,李正武在北京逝世,享年97岁。“奠基磁约束聚变造福后世”“献身核科学技术光耀千秋”,这幅挽联是对他一生的公正评价。

2021年5月28日,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,向核聚变能源应用迈出重要一步。中国当代的“夸父”们带着青春、智慧、忠诚在实现中国人“人造太阳”梦的路上继续奋勇前行。