作者简?span lang="EN-US">
严东生著名材料科学家?span lang="EN-US">1918q?span lang="EN-US">2月生Q浙江杭州hQ就M清华大学和燕京大学,?span lang="EN-US">1939q和1941q分别获学士和硕士学位,1949q获国伊利Z大学博士学位?span lang="EN-US">1950q回国,历Q中科院冶陶所研究员、上L(fng)酸盐研究所副所长和所ѝ中国科学院化学部常委、化学部MQ?span lang="EN-US">1981q至1987qQ中国U学院副院长。现MU院牚w(g)N、上L(fng)酸盐研究所名誉所ѝ中国化学会(x)理事长等职?span lang="EN-US">1980q当选ؓ(f)中国U学院院士,1994q当选ؓ(f)中国工程院院士?span lang="EN-US">
我今q?span lang="EN-US">92岁了(jin)Q?span lang="EN-US">1935q考入清华大学Q?span lang="EN-US">1937q{ȝ京大学,是美c教授威?dng)逊博士和蔡镏生教授引导我q入材料U学的门槛?span lang="EN-US">1946q夏天,获得奖学金ʎ,先在U约大学Q后转入伊利Z大学M陶瓷工学Q辅修化学,在两q内Q我以全A成W?span lang="EN-US">1949q春获博士学位,q被授予包括Sigma Xi?span lang="EN-US">Phi Kappa Phi在内的四个荣誉学?x)金钥匙Q这在当时毕业生中是有的?span lang="EN-US">
摄于国伊利Z大学求学期间
随即Q应pM?span lang="EN-US">A.I.Andrews的邀(g)Pl箋(hu)在伊利诺伊大学Q博士后研I员Q从事无机材料的理论与应用研I。在q些U研工作中,我对无机材料研究产生?jin)更加浓厚的兴趣?span lang="EN-US">
1949q?span lang="EN-US">10?span lang="EN-US">1日,C国成立的消息使远在大z彼岸的我们ƣ喜若狂。我渴望立即回国Q以?jin)“矢志科学、许w报国”的?j)愿?span lang="EN-US">1950q春Q我毅然提前辞去伊利Z大学的聘U,准备“回家”了(jin)?span lang="EN-US">
在办d手箋(hu)Ӟ有关当局横加刁难Q拖?jin)几个月。这q的初夏Q我l于克服U种LQ登上“威?dng)逊ȝ”号从美国启E,t上?jin)归国的旅程?span lang="EN-US">
回国后,机遇与挑(xi)战ƈ存,肩上的担子越来越重,事情也越来越多,但一生就没有dq材料科学的研究Q当?dng)谈v我与无机闪烁晶体的缘分那有话说?jin)?span lang="EN-US">
遵丁肇中嘱托做大寸闪烁晶体
一见面Q丁肇中问我:(x)“你们能不能做闪烁晶?span lang="EN-US">BGOQ尺寸要很大很长。?span lang="EN-US">
人类发展的历史就是一部hcd材料的用发展史。材料科学也是现代文明的三大支柱Q能源、信息、材料)(j)之一Q是人类文明的物质基。社?x)发展证明,许多高新U学技术的发展都和晶体材料密切相关。我国h工晶体材料的生长研究Qv始于上世U?span lang="EN-US">50q代后期?span lang="EN-US">
攚w开放之初,上v酸盐研I所的科研h员在晶体研究斚wQ特别是闪烁晶体Q已l有?jin)一点积累?span lang="EN-US">1982q的时候,我在中国U学院担d务副院长Ӟ?dng)物理学奖获得者、著名高能实验物理学家丁肇中教授在北京找C(jin)我。当Ӟ丁肇中在Ƨ洲核子研究中心(j)负责建造大型正负电(sh)子对撞机中的一个探器—?span lang="EN-US">L3Q他准备采用新型锗酸?span lang="EN-US">(BGO)闪烁晶体做探器中的늣量能器,q行高能物理实验研究?span lang="EN-US">
一见面丁肇中就问我Q“你们能不能做闪烁晶?span lang="EN-US">BGOQ尺寸要很大很长。?span lang="EN-US">
我意识到能参与这D世瞩目的U学大工E具有的重要U学意义Q马上接受了(jin)丁肇中的h?span lang="EN-US">
管当时上v酸盐研I所BGO晶体的性能在国际评比中名列前茅Q但毕竟q只是在实验室里刚刚长出尺寸晶体样品,要生长这么多数量的大寸、高质量晶体Q面临的困难和风险是可想而知的。而且当时在法国和国也有两家厂商已经能够生q样的晶体。但是经q比较,在性能、h(hun)|特别是性能上,我们q是占优Q所以丁肇中先生决定请我们生提供他所需要的q部分晶体?span lang="EN-US">
我们l过研制、开发,W一q的晶体成功率只?span lang="EN-US">30%Q生?span lang="EN-US">100Ҏ(gu)体只?span lang="EN-US">30根的性能是完全合格的。此后几q_(d)随着我们不断U篏l验Q成功率也不断提高,最后达C(jin)80%以上。通过大家的拼搏,生长出的大尺寸、性能优良的晶体,完全W合丁先生的要求Q在与美、法、日{国的竞争中大获全胜Qƈ能提前一q圆满地完成?jin)在瑞士正负电(sh)子?gu)ZL3探测器整个工E所需要的12000?span lang="EN-US">BGO晶体的供应合同?span lang="EN-US">
同时Q我们开发了(jin)一套新的生长工艺,q徏立了(jin)包括铂坩埚熔炼加工、晶体生ѝ晶体加工和晶体性能试在内的生产流水线Q培dȝZ(jin)一支能打硬仗的U技队伍?span lang="EN-US">
1985q_(d)国国家U学基金?x)对各国?span lang="EN-US">BGO产品q行评比Ӟl上L(fng)酸盐研究所的品打?jin)唯一的满分?span lang="EN-US">
1988q_(d)提前完成?jin)丁肇中实验l需求Q务,ZL(fng)酸盐研究所在国际高能物理界和晶体界赢得?jin)声誉。丁肇中教授逢hpQ“(谁)(j)?span lang="EN-US">BGO晶体Q就C国科学院上v酸盐研I所?span lang="EN-US">!?span lang="EN-US">
严东生(左)(j)与丁肇中Q中Q等在讨论工?span lang="EN-US">
q一q_(d)在欧z核子研I中?j)召开的一ơ有数百名来自世界各国的U学家参加的L3工程实验l全体大?x)上Q我应丁肇中教授的邀(g)P作了(jin)q一个小时的演讲Q全面介l了(jin)上v酸盐研I所研发BGO晶体取得的成׃?span lang="EN-US">L3工程所做的贡献Q我的讲演博得了(jin)阵阵掌声Q国外U技界对中国取得的成刮目相看,为国家赢得了(jin)荣誉。从此,奠定?jin)我国无机闪烁晶体的国际C?span lang="EN-US">
研发PWO晶体为“大计划”做后援
PWO晶体的结晶结构复杂,生长困难Q且极易开裂,于是Q我亲自跑到江苏的原料生产工厂,现场察看生情况Q与他们一起分析引起原料质量不E_的原因?span lang="EN-US">
?span lang="EN-US">20世纪末到21世纪初,我带领科研h员l与Ƨ洲核子研究中心(j)合作。对方ؓ(f)建造大型强子对撞机(LHC)中的CMS探测器,需要数以万计的新型钨酸?span lang="EN-US">(PWO)闪烁晶体来制造其“心(j)脏”部件——电(sh)量能器。由于上L(fng)酸盐研究所在国际高能物理界的声誉,于是他们又想C(jin)上v酸盐研I所Q找C(jin)我,希望上v酸盐研I所能研?span lang="EN-US">PWO晶体?span lang="EN-US">
PWO晶体׃其本w结晶结构的复杂性,生长十分困难Q且极易开裂,再加?span lang="EN-US">CMS探测器要求极高,特别是对晶体抗辐照性能的要求极刅R由?span lang="EN-US">PWO是一U崭新的闪烁晶体Qh们对它的研究很少Q更谈不上大寸晶体生的工艺技术?span lang="EN-US">
我明白,LHC是当代国际上备受x(chng)的一w大科学工E,能参与这个工E的Q是我国跻n于国际科技前列的又一个极好的机遇Q对于发展我国的晶体材料U学技术、m固和提高我国的国际声誉具有重大意义?span lang="EN-US">
q?span lang="EN-US">1月摄于中国科学院上v分院酸盐研I所 在我的积极努力下Q上L(fng)酸盐研究所与欧z核子研I中?span lang="EN-US">CMS探测器组?span lang="EN-US">PWO晶体的研I开展了(jin)合作Q取得了(jin)很大的进展。出于政d因,2000q欧z核子研I中?j)只与俄|斯{订?jin)供货协议。我们对此ƈ没有抱怨和攑ּQ而是埋头苦干Q不断改q工艺,提高晶体质量?span lang="EN-US">2003q底Q欧z核子研I中?j)和俄方的合作出C(jin)ȝ(ch)Q希望能和我们l合作,q要在2008q?span lang="EN-US">3月底前将晶体提供完毕?span lang="EN-US">
在这UŞ势下Q我惛_的是作ؓ(f)一个科学家的责M使命Q要为国际科学工E做贡献Q想到的是国家的荣誉Q要为我们国家在国际U学界中占有一席之圎ͼ我毫不犹豫地同意?jin)对方的要求?span lang="EN-US">
管当时我年事已高,但仍亲自领导PWO晶体Nl,从制订方案到解决工作中出现的各种NQ都狠抓落实?span lang="EN-US">
生长晶体需要纯度极高的原料Q而生?span lang="EN-US">PWO晶体用的原料有一D|间质量不E_Q直接媄(jing)响到晶体的质量。我不放?j),׃自跑C于江苏昆q原料生工厂Q向工厂领导和工人师傅说明这个项目的重要国际意义Q以充分引v他们对原料质量的重视Qƈ深入到R间现场察看生产情况,与他们一起分析引起原料质量不E_的原因,共同讨论提高原料质量的方案,最l晶体的生产质量达C(jin)相当高的水^?span lang="EN-US">
2004q_(d)预生产的350Ҏ(gu)体在Ƨ洲核子中心(j)、意大利、美国等地分别进行性能(g)。检报告的l论是,晶体发光量比俄罗斯高20%-40%Q综合性能更佳。这批中国生产的晶体q受国际同行赞誉。d国吉大学雷Uꐯ沃特教授说Q“它所获得的分辨率Q据我目前所知,在所有经q测试的晶体中是最好的。”加州理工学院美c教授朱人元认ؓ(f)Q这些晶体具有非怼U的一致性和抗辐照能力,发光量比俄罗斯同cL体明N?span lang="EN-US">
2008q?span lang="EN-US">3月,上v酸盐研I所Ҏ(gu)合同向欧z核子研I中?j)成功交付?sh)(jin)U?span lang="EN-US">5000栚w质量的大寸PWO闪烁晶体?span lang="EN-US">2008q?span lang="EN-US">9?span lang="EN-US">20日,世界规模最大的U学计划——欧z核子研I中?j)大型强子对撞机Q?span lang="EN-US">LHCQ正式运行(后因发生事故Q推q一q_(d)于去q?span lang="EN-US">11月启动运行)(j)Q开始了(jin)人类揭示宇宙hQ寻找质量之源的征程?span lang="EN-US">
q项巨大的工E坐落于法国与瑞士两国边境,在地下百cx(chng)处。它拥有一条周长达27公里的环形隧道,无数高能_子以光速穿行其中,在经q对撞点Q?span lang="EN-US">CMSQ时Q碰撞出光电(sh)“火花”?span lang="EN-US">
作ؓ(f)C代“粒子神探”,PWO闪烁晶体在受C个高能粒子蘪?yn)LQ会(x)在几U秒内迅速发光,然后q速消退Q再q接下一个粒子到来,p样不停捕捉、分辨各U高能粒子。ؓ(f)感谢中国U学家们作出的重大A(ch)献,Ƨ洲核子研究中心(j)特地?span lang="EN-US">2008q?span lang="EN-US">4月向上v酸盐研I所颁发?span lang="EN-US">CMS晶体奖?span lang="EN-US">
目前Q新型的钨酸铅晶体已C更ؓ(f)宽广的业化道\Q我们团队与国内外企业合作,开始将其用于核ȝ成像讑֤?span lang="EN-US">
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严东生毕生致力于材料U学研究事业。他在高温材料制备科学与机理Q多元(i)化物与氧化物体系的热力学与动力学研究Q高性能材料设计与微观调控以?qing)陶瓷基复合材料的研I等诸方面作Z(jin)开创性的工作。他同时着g实际问题的解冻I在高性能无机材料的基研究和应用研I方面成l卓著,是中国无机材料科学的奠基人。他是精l陶瓗纳cx(chng)料科学等国家重大研究目的首席科学家Qƈ与国外徏立了(jin)q泛的研I合作关p,他领导研制生产的锗酸?span lang="EN-US">(BGO)大单晶被Ƨ洲核子中心(j)选用Q其质量、数量与性能均居世界W一。由于他的成和贡献Q被国外多个大学和学术团体授予荣誉称P被国际无机材料科学界誉ؓ(f)最有媄(jing)响的学术领导Z一?span lang="EN-US">
转自 新民晚报 2010q?span lang="EN-US">3?span lang="EN-US">5?span lang="EN-US">