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【甘肅日報】【走進(jìn)中科院蘭州分院】魏寶文：開(kāi)拓中國重離子物理研究新領(lǐng)域
壯麗70年·奮斗新時(shí)代 慶祝新中國成立70周年 百名記者走基層
1993年，魏寶文在新核素合成研討會(huì )上
魏寶文（中）與同事討論新核素合成工作
1989年，魏寶文在重離子加速器首次調試成功會(huì )上作報告
討論SSC設計方案（右一楊澄中，左立魏寶文）
本版圖片由中科院蘭州分院提供
新甘肅·甘肅日報記者 秦娜 通訊員 汪寧寧 王晶
61年前的那個(gè)初秋，23歲的魏寶文背著(zhù)簡(jiǎn)單的行囊踏上火車(chē)，一路向西。下了火車(chē)，經(jīng)過(guò)蘭州大學(xué)、蘭州飯店，就來(lái)到了那個(gè)夢(mèng)想開(kāi)始的地方——中國科學(xué)院近代物理研究所，而這一來(lái)就再也沒(méi)有離開(kāi)過(guò)。從此，魏寶文的個(gè)人命運與國家發(fā)展緊緊地聯(lián)系在一起。
61年間，魏寶文心無(wú)旁騖地致力于推動(dòng)近代物理所事業(yè)的發(fā)展，為我國重離子科學(xué)和加速器大科學(xué)裝置發(fā)展、人才隊伍培養，以及重離子科學(xué)與技術(shù)在甘肅的發(fā)展和應用作出了重大貢獻，使重離子加速器成為甘肅乃至中國近代物理研究的一張重要名片。
1 建功立業(yè)在西部
1935年，魏寶文出生在河南禹州，他的小學(xué)和初中學(xué)生時(shí)代幾乎都在抗日戰爭和解放戰爭中度過(guò)。讀高中時(shí)新中國成立，才算有了穩定的學(xué)習環(huán)境，也就是從那時(shí)起，魏寶文開(kāi)始對物理產(chǎn)生濃厚的興趣。
1953年，18歲的魏寶文考入北京大學(xué)物理系，1956年調到新成立不久的技術(shù)物理系，成為新中國培養的第二批核物理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。1957年魏寶文畢業(yè)后被分配到中國科學(xué)院物理研究所（后改名為原子能研究所），次年調入剛組建的中國科學(xué)院蘭州物理研究室（中國科學(xué)院近代物理研究所前身）。
1959年，在物理學(xué)家金建中的引見(jiàn)下，魏寶文師從著(zhù)名核物理學(xué)家楊澄中，成為最早跟隨楊澄中院士在近代物理所開(kāi)展核物理研究的人員之一。就這樣，魏寶文和很多前輩一樣，懷揣著(zhù)報效祖國的夢(mèng)想，來(lái)到西部，投身于火熱的國家建設中。
魏寶文思維活躍，勤奮好學(xué)，很快就顯示出搞科研的天賦。上世紀60年代初，在楊澄中的指導下，他完成了伽馬射線(xiàn)和快中子閃爍探測方法研究，在近代物理所早期核物理實(shí)驗中發(fā)揮了重要作用。
當時(shí)，近代物理所正在籌建1.5米回旋加速器。到1962年底，這個(gè)“一五”大科學(xué)裝置的建成讓物理學(xué)界的科研人員為之振奮。作為第一批使用者，此后魏寶文和同事們都在用1.5米回旋加速器練兵。1963年，他完成了2—9百萬(wàn)電子伏特單能中子源的研制。這項成果被用于快中子截面測量，為一項重要的國防科研任務(wù)提供了實(shí)驗條件。
隨后他又主持完成了9—12百萬(wàn)電子伏特中子對鋰—6和鋰—7的非彈性碰撞截面測量。作為近代物理所核參數測量國防任務(wù)的一部分，這項任務(wù)的完成，澄清了世界各國數據的分歧，為氫彈的研制提供了我國自己的核數據。
上世紀70年代，魏寶文還對核聚變反應堆材料進(jìn)行了群截面計算，并在此基礎上用中子輸運理論的Sn法對聚變反應堆再生區的中分子分布和核發(fā)熱進(jìn)行了理論研究。這一領(lǐng)域在當時(shí)的中國尚處于早期階段。
魏寶文的成績(jì)和榮譽(yù)引人矚目，可是，他所付出的艱辛卻很少有人知曉。晚上在家學(xué)習，一個(gè)三斗桌他和孩子各占一頭。有時(shí)兩個(gè)孩子搶先占了桌子，他就只好把五斗柜利用起來(lái)。直到50歲的時(shí)候，他才有了一張屬于自己的寫(xiě)字臺。
2 千錘百煉鑄重器
重離子加速器是用來(lái)加速比α粒子重的離子加速器，可將大量的重離子加速到很高的速度，高速的重離子形成重離子束。從上世紀60年代開(kāi)始，隨著(zhù)重離子加速器的發(fā)展，原子核物理開(kāi)拓了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新領(lǐng)域——重離子物理。在原子物理、材料科學(xué)、生命科學(xué)等其他學(xué)科，重離子束也顯示出日益重要的應用前景。
彼時(shí)，在經(jīng)過(guò)幾番大討論后，中科院將近代物理所的科研方向確定為低能核物理，并以重離子核物理為主攻方向，同時(shí)積極開(kāi)展核技術(shù)應用研究。
1975年，魏寶文跨入不惑之年，蘭州重離子加速器的研究工作這時(shí)候剛剛起步。新年伊始，楊澄中在與魏寶文的一次懇談中，希望魏寶文投身到重離子加速器的研制中。正是那次談話(huà)為魏寶文的人生和事業(yè)帶來(lái)了新的機遇，帶他走進(jìn)了重離子加速器的世界。
此后，魏寶文承擔了兩項預研任務(wù)，一項是“分離扇回旋加速器離子軌道的非線(xiàn)性效應研究”，另一項是“重離子束的空間電荷效應研究”?！霸谝桓F二白的情況下搞研究，重離子加速器研究頻頻遭遇‘腸梗阻’?！蔽簩毼膶Ξ敃r(shí)的困難記憶猶新。
魏寶文與理論物理學(xué)家羅詩(shī)裕默契配合，不到一年時(shí)間就完成了理論研究任務(wù)。在當年年底召開(kāi)的加速器建造方案討論會(huì )上，魏寶文報告了他們的研究結果：在所要加速的能區內，非線(xiàn)性效應很小，軌道是穩定的；而當束流強度為微安級時(shí)，空間電荷效應更是可以忽略不計。據此，魏寶文得出了令人振奮的結論：“理論基礎是可靠的，我們一定能建成自己的回旋加速器?！笔嗄旰?，曾任近代物理所黨委副書(shū)記的陳蔭林回憶起當時(shí)的情形時(shí)說(shuō)：“這在當時(shí)是一個(gè)影響到下不下決心的問(wèn)題?！?/p>
1976年6月，國家計委、中科院和教育部在北京聯(lián)合組織了加速器物理設計審查會(huì )，魏寶文同另一位物理學(xué)家陳務(wù)中負責理論部分的起草。魏寶文的束流動(dòng)力學(xué)理論報告，受到中國粒子加速器界前輩謝家麟教授的肯定。當年11月，國家計委批準了蘭州重離子加速器的建造計劃。至此，一項標志著(zhù)我國核物理研究領(lǐng)域重大進(jìn)展的“7611”工程誕生了。魏寶文和他的同事們開(kāi)始了極為艱難的跋涉。
沒(méi)有技術(shù)積累，缺乏管理經(jīng)驗……項目推進(jìn)困難重重。為此，1979年，魏寶文被派往法國國家重離子研究中心（GANIL）學(xué)習。
出國前，魏寶文做了非常充分的準備，明確了需要解決的問(wèn)題。因此，一到法國，他很快就進(jìn)入角色，用超乎常人的勤奮刻苦汲取國外先進(jìn)經(jīng)驗和知識。他出色的工作也贏(yíng)得了國外同行的贊譽(yù)，GANIL的弗赫梅教授曾對楊澄中說(shuō)：“你們派來(lái)的人很管用?！?/p>
回國后，作為總工程師，魏寶文負責起“7611”工程的物理總體、技術(shù)把關(guān)、參數協(xié)調、磁鐵建造和聯(lián)合調束工作。他集中精力對加速器整個(gè)系統及各個(gè)主要部件的參數和指標進(jìn)行了全面考察，并主持了被稱(chēng)為加速器“三大件”之一的磁鐵系統的建造。
就當時(shí)國內水平來(lái)看，要建造長(cháng)期穩定的空間分布嚴格對稱(chēng)的、精度和重復性都在萬(wàn)分之一量級的加速離子約束磁場(chǎng)，決非一件輕而易舉的事情。不但要從材質(zhì)的冶煉入手，甚至連地基的下沉與傾斜，相關(guān)器件如真空室不銹鋼的選擇等都有極為嚴格的技術(shù)要求。為了做到萬(wàn)無(wú)一失，魏寶文在四分之一模型磁鐵上開(kāi)展了等時(shí)場(chǎng)的墊補實(shí)驗，取得了可靠的數據。他還邀請了物理學(xué)家張振康，從物理要求上把關(guān)，并組建了磁鐵建造班子。這些人在一起常常發(fā)生爭論，一方說(shuō)物理要求太高不現實(shí)，另一方說(shuō)加速束流指標要保證。但是一旦定下來(lái)，大伙兒皆能心往一處想，勁往一處使。民主討論的學(xué)術(shù)風(fēng)氣在這里得到充分體現。
與此同時(shí)，魏寶文還騰出時(shí)間和精力，組織了另兩項攻關(guān)任務(wù)。一項是高精度計算機控制多探頭磁場(chǎng)測量系統的建立，另一項是高穩定大功率直流電源的研制。
高精度磁場(chǎng)測量系統的建立，相當于為等時(shí)場(chǎng)的建造提供了一雙敏銳的眼睛。在后來(lái)的墊補實(shí)驗、一扇原型實(shí)驗和四扇磁場(chǎng)測量中，都發(fā)揮了重要的作用。特別是四扇測磁，只用了8個(gè)月就高質(zhì)量全部完成任務(wù)。
長(cháng)期穩定度為十萬(wàn)分之一和萬(wàn)分之一的大功率直流電源，當時(shí)國內還沒(méi)有廠(chǎng)家生產(chǎn)。國外倒是有，但價(jià)格十分昂貴。整個(gè)磁鐵系統近60臺大小不等的電源，需要花費巨額外匯。魏寶文和同事們跑遍了國內相關(guān)的研制單位，最終還是空手而歸。萬(wàn)般無(wú)奈下，只好自己研制。研究員周嗣信帶領(lǐng)幾名科技人員，精心設計，反復試驗，同西安的一家專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)合作，終于全部用國產(chǎn)元器件研制出不同規格的樣機，綜合技術(shù)指標達到國際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
細化方案、課題到人、逐個(gè)攻關(guān)……在楊澄中、張恩厚和魏寶文的科學(xué)統籌下，一個(gè)個(gè)圖紙上的創(chuàng )新變成了現實(shí)。
十二度春秋，十二載寒暑，經(jīng)過(guò)老、中、青三代人的努力，近代物理所終于在1988年底建成了我國第一臺大型重離子加速器。蘭州重離子加速器的成功出束，向世界宣告：中國建成了繼法國、日本之后第三臺大型重離子回旋加速器。這個(gè)由成百上千臺儀器、幾千噸鋼鐵組成的龐大系統，每一個(gè)部件、每一個(gè)接口、每一條電線(xiàn)上，都凝結著(zhù)魏寶文和同事們的心血。
這一重大成果獲得1991年中科院科技進(jìn)步特等獎，1992年國家科技進(jìn)步一等獎。是目前國際上運行的三大常溫重離子回旋加速器之一，至今已運行30年。
1995年，因在中能重離子物理研究上的突出貢獻，魏寶文當選為中國科學(xué)院院士。對魏寶文來(lái)說(shuō)，愛(ài)國主義就是為祖國發(fā)展而埋頭科研，就是用實(shí)際行動(dòng)為國家鑄就重器。
3 慧眼獨具引創(chuàng )新
作為近代物理所科研工作的“掌舵人”，魏寶文把更多的精力投入到了研究所以及整個(gè)學(xué)科的發(fā)展中，一系列前瞻性和戰略性的科研決策，讓我國相關(guān)領(lǐng)域科研水平走在了世界前列。
為提高加速器性能，依托SFC和SSC，魏寶文在1984年就部署開(kāi)展ECR離子源研究工作，利用ECR離子源代替PIG離子源，歷經(jīng)30年的發(fā)展，形成了獨特體系，引領(lǐng)著(zhù)國際強流高電荷態(tài)離子束產(chǎn)生及ECR離子源技術(shù)研究。
在新核素合成方面，從1989年起，在魏寶文的組織領(lǐng)導下，近代物理所展開(kāi)新核素合成及其生成機制、核結構和衰變性質(zhì)研究。在過(guò)去的20多年里，近代物理所在5個(gè)核區合成20多種新核素，合成了105和107號兩種超重新核素，使我國在豐質(zhì)子新核素合成研究方向上走到了國際前列。
之后，魏寶文和同事將放射性束確定為近代物理所主要研究方向之一。1997年，近代物理所建成了我國第一條雙彎放射性束流線(xiàn)，年均運行1000小時(shí)，在輕質(zhì)量區核結構和核反應研究方面取得許多重要成果。
這其中，最重要的當屬重離子加速器冷卻儲存環(huán)（HIRFL－CSR）的建設。早在上世紀90年代，魏寶文就意識到必須讓重離子加速再往前走一步，提高束流強度和能量，拓展束流品種，為此他提出在蘭州重離子加速器上續建冷卻儲存環(huán)的設想。
“當時(shí)并沒(méi)有十足的把握，只是想讓重離子加速再往前走一步?！蔽簩毼幕貞?，在回旋加速器上裝配冷卻儲存環(huán)，當時(shí)只有美國印第安納大學(xué)有先例，但經(jīng)過(guò)考察，發(fā)現那個(gè)裝置不但小，而且只加速輕離子，大型重離子回旋加速器上裝配冷卻儲存環(huán)是否可行仍要打個(gè)問(wèn)號。
就這樣，魏寶文帶領(lǐng)三名研究生進(jìn)行預研，不但證明了項目可行性，并組織完成了方案設計和立項論證。魏寶文又一次踏上新征程。
2000年，蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)建設被列為國家“九五”大科學(xué)工程之一。經(jīng)過(guò)一批優(yōu)秀年輕人數年的努力，2008年冷卻儲存環(huán)建成并投入運行，是亞洲最高能量重離子加速器，實(shí)現了從氫到鈾的全離子加速，完成了從低中能向高能的跨越，成為世界級的大型核物理實(shí)驗裝置、國際一流的重離子科研平臺。
更讓魏寶文感到驕傲的是，冷卻儲存環(huán)裝置中的自主研制設備達到80％以上，并且實(shí)現了多項創(chuàng )新和突破，創(chuàng )造了極高的性能造價(jià)比。同時(shí)，冷卻儲存環(huán)的建設還為國家培養和鍛煉了一支優(yōu)秀的青年創(chuàng )新團隊。
在魏寶文的帶領(lǐng)下，從上世紀90年代起，近代物理研究所陸續開(kāi)展了輻照育種、材料輻照效應等研究；自主設計的醫用重離子加速器獲得國家新產(chǎn)品認證，首臺示范裝置調試成功。
“我們這支科研隊伍都是在大項目中鍛煉出來(lái)的，直到現在，老師關(guān)于科學(xué)研究、工程管理的理念仍深深地影響著(zhù)我們?！苯锢硭h委副書(shū)記、紀委書(shū)記袁平說(shuō)。
4 恪物明理樹(shù)標桿
在魏寶文身上，老一輩科學(xué)家那股強烈的責任感和愛(ài)國情懷已成為鮮明的時(shí)代烙??；在魏寶文的影響下，艱苦奮斗、勇于創(chuàng )新的科研精神代代相傳，鼓舞著(zhù)一批批年輕人。
面對建成蘭州重離子加速器的巨大榮譽(yù)，魏寶文總說(shuō)：“它的設計與建造是三代人的事業(yè)?！弊鳛檫@項大科學(xué)工程的總工程師，他把自己的工作歸納為兩點(diǎn)。第一，把一個(gè)個(gè)課題分解出來(lái)，落實(shí)到一個(gè)個(gè)科技人員肩上，不漏項；把一個(gè)個(gè)科技人員的成果，鑲嵌在總體參數的框架上，隨時(shí)調整。第二，用學(xué)術(shù)活動(dòng)把大家的思想統一起來(lái)，為科技人員掃清工作中的障礙，并為科技人員的失誤承擔責任。
魏寶文認真嚴謹、敢于擔責的科研態(tài)度給同事和學(xué)生留下了深刻的印象。近代物理所黨委書(shū)記趙紅衛回憶，每一次大工程、大項目，魏寶文都要反復組織召開(kāi)多次討論會(huì )，每次都是直切主題抓核心，有時(shí)候科研人員出于各種原因繞彎子，總說(shuō)不到點(diǎn)子上，魏寶文總是不留情面，當場(chǎng)指出。在魏寶文的嚴格要求和影響下，近代物理所上下形成了求真務(wù)實(shí)的科研風(fēng)氣。
為了使核科學(xué)事業(yè)能盡快發(fā)展起來(lái)，魏寶文非常重視人才培養工作。他帶學(xué)生，注重教給學(xué)生們治學(xué)的方法，激發(fā)他們的創(chuàng )造力，鼓勵他們獨立思考，提高分析和解決問(wèn)題的能力。學(xué)業(yè)上，他是嚴師；其他方面，他又是益友。學(xué)生到他家，他總是熱情招待，和學(xué)生一起探討科學(xué)和人生。學(xué)生們從魏寶文那里，不僅秉承了嚴謹治學(xué)的作風(fēng)，也學(xué)到了耿介曠達的品格。
中國工程院院士夏佳文，甘肅省領(lǐng)軍人才趙紅衛、袁平、原有進(jìn)……如今，魏寶文培養的學(xué)生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域各有建樹(shù)，個(gè)個(gè)都能獨當一面。
2017年，魏寶文獲甘肅省科技功臣獎。這是對魏寶文院士幾十年如一日潛心科研的至高贊揚。
六十載恪物明理，一甲子盡智報國。從風(fēng)華正茂到年已耄耋，從普通科研人員到中國科學(xué)院院士……改變的是年華、是經(jīng)歷，不變的是對科研的不懈追求，是報效國家的那顆初心。過(guò)去，他是領(lǐng)航人，帶領(lǐng)這支踏實(shí)肯干的隊伍一往直前；現在，他依然是標桿，只要國家需要，仍然義不容辭地貢獻著(zhù)智慧和力量。
（原載于《甘肅日報》 2019-05-29 03版）
