魏宝文 重离子加速的先行者

张惠清

上世纪50年代的阳光和土壤造就了一批科研领域中的实干家。他们吃苦耐劳，作风严谨，对新中国的科研工作有着强烈的责任感和浓厚的爱国情怀，并为之付出一生的努力。

魏宝文院士就是其中的一位。

魏宝文，核物理学家，中国科学院院士。曾担任中科院兰州分院院长和近代物理研究所所长，兰州重离子加速器国家实驗室主任，研究员。长期从事核物理和加速器物理研究。他完成的9—12MeV中子对锂的非弹性碰撞截面测量，在峰位区澄清了世界各国数据的分歧；他是我国第一台大型重离子加速器的主要组建者之一，该加速器于1988年建成，为在我国开展中能重离子物理研究创造了条件；提出了在兰州重离子加速器上续建冷却储存环的计划，并主持了概念性设计和立项论证。

在中国科学院近代物理研究所见到魏宝文院士时，他坐在办公桌前聚精会神。虽已即将步入耄耋之年，但魏院士看起来仍然十分硬朗，身材高大，举止儒雅。他告诉记者，自己目前有一部分时间待在北京，还有一多半时间在兰州，为所里的活动献计献策，同时也参加一些学术会议。

谈起他的科研人生，魏院士说，他所做的一切都源于他对物理学的热爱，对科学孜孜不倦的追求。

“我所成长的年代经历了抗日战争和解放战争。读高中时新中国已经成立，算是有了一个稳定的学习环境。从那时起我逐渐爱上了物理学，爱上了科研工作，一生与其不可分割。”

不惑之年的机遇

20世纪70年代，对核物理学家来说，是一个充满期望的年代。

重离子束在核物理中的应用开辟了一系列新的学科领域，国际上一些先进的实验室先后对原有加速器进行改造，开展重离子物理研究，并做出了一系列成绩。一批大型重离子加速器研制计划相继提出。人们期盼通过对重离子核反应的观察，能够得到更多的关于原子核的信息，对原来的理论框架进行修改或补充。

兰州重离子加速器就是物理学家杨澄中等人在这样的发展趋势下提出来的。

杨澄中是位于兰州的中国科学院近代物理研究所创始人、中国原子核科学事业的开拓者之一。1958年魏宝文调到兰州从事核物理研究，师从杨澄中，成为了他的“得意门生”。

魏宝文在杨澄中的悉心指导下勤奋努力，刻苦学习。20世纪60年代初，他完成了伽马射线和快中子闪烁探测方法研究，在近代物理研究所早期核物理实验中发挥了重要作用。1963年，他作为兰州1.5m回旋加速器建成后的第一个使用者，研制出2～9MeV单能中子源，用于重要的国防科研任务。随后，他又主持完成了9～12MeV中子对锂-6和锂-7的非弹性碰撞截面测量，为在峰值区澄清世界各国数据的分歧起了很好的作用，为氢弹的研制提供了中国自己的核数据。70年代初，他还对聚变反应堆材料进行了群截面计算，在此基础上用快中子输运理论的Sn方法，对聚变反应堆再生区的中子分布与核发热进行了研究。

一心扑在核物理研究工作中的他并没有料到在跨进不惑之年的时候，一次谈话竟为他的人生与事业带来了新的机遇。

1975年春节前的一天晚上，杨澄中邀请魏宝文到家里谈话，希望他能够投身到重离子加速的科研工作中来。

“我能感觉到杨先生当时求贤若渴的心情，在我眼中德高望重的老师、长辈，在那次谈话中一直真诚地把我称做他的朋友”，魏宝文院士回忆，“他当时动员我说，你看美国物理学家劳伦斯，他建造了世界上第一台回旋加速器，因此获得了1939年度诺贝尔物理学奖！”

在老一辈科学工作者精神的感召下，四十岁的魏宝文稳步走进了重离子加速的世界。在兰州重离子加速器的研制工作刚刚起步时，魏宝文承担了两项预研任务：“分离扇回旋加速器离子轨道的非线性效应研究”和“重离子束的空间电荷效应研究”。在与理论物理学家罗诗裕同志的合作下，在不到一年的时间内就完成了任务。

这一年年底，在加速器建造方案讨论会上，魏宝文报告了他们的研究结果：在我们所要加速的能区内，非线性效应很小，轨道是稳定的；当束流强度为微安级时，空间电荷效应可以忽略不计。

据此，他说出了大家都愿意听到的一句话：“理论基础是可靠的，我们一定能建成自己的重离子加速器！”

1976年6月，国家计委、中科院和教育部在北京组织了加速器物理设计审查会。会上，魏宝文代表加速器设计总部作了束流动力学理论计算的报告。当年11月，国家计委批准了兰州重离子加速器的建造计划。至此，一项标志着我国核物理研究领域重大进展的“ 7611”工程诞生了。

“7611”工程的诞生，正是魏宝文向核物理研究领域进军的新起点。

三代人的结晶

工程的最初阶段，国内没有这一方面的技术积累，也缺乏管理经验。如果不解决，重离子加速的研究便会面临“瓶颈”。因此，即便是在科研工作最忙的阶段，杨澄中还是决定派魏宝文去国外学习先进的科学知识。

1979年6月，魏宝文到法国国家重离子研究中心（GANIL）学习。一踏上异国的土地，他无心观赏旖旎的风光，便全身心投入了研究工作。出国前，他对自己将要开展的工作进行了极为充分的准备，要解决的问题十分清楚。所以，一到GANIL，很快就进入了角色。他觉得很累，但心里又很充实，因为他没有辜负祖国的期望。GANIL 的弗赫梅教授曾对杨澄中说：“你们派来的人很有用。”

“在国外工作，一想到自己是中国人，想到自己肩负的责任，浑身就有使不完的劲儿。”魏宝文院士说。

回国后，近物所任命魏宝文为重离子加速器工程总体组组长兼磁铁组组长。他集中精力对加速器整个系统及各个主要部件的参数和指标进行了全面考察，并主持了被称为加速器“三大件”之一的磁铁系统的建造。

他告诉记者：“从当时国内水平来看，要建造长期稳定的，空间分布严格对称的、精度和重复性都在万分之一量级的加速离子约束磁场，不是一件轻而易举的事情。不但要从材质的冶炼入手，甚至连地基的下沉与倾斜、相关件如真空室不锈钢的选择等都有极为严格的技术要求。”

为了做到万无一失，魏宝文在叶美玲同志的四分之一模型磁铁上亲自抓了等时场的垫补实验，取得了可靠的数据。他还请了一位多年从事核物理实验的物理学家，从物理要求上把关，并组建了磁铁建造班子。

“这些人在一起常常发生争论，一方说物理要求太高不现实，另一方说加速束流指标要保证。但是一旦定下来，大伙儿都能心往一处想，劲往一处使。”民主讨论的学术风气在这里得到充分体现。

与此同时，魏宝文还腾出时间和精力，组织了两项攻关任务——一项是高精度计算机控制多探头磁场测量系统的建立，另一项是高稳定大功率直流稳流电源的研制。高精度磁场测量系统的建立，为等时场的建造提供了一双敏锐的眼睛。在后来的垫补实验、一扇原型实验和四扇磁场测量中，都发挥了重要的作用。整个磁铁系统需要近60台大小不等的电源，当时在国内找不到合适的生产厂家。国外倒是有，但价格昂贵。长期稳定度为十万分之一和万分之一的大功率直流稳流电源的研制成功，满足了工程的需要，为国家节约了大量外汇。

1988年，兰州重离子加速器建成，主要指标达到80年代国际先进水平，为在中国开展中能重离子物理研究创造了条件。然而，在这个项目中发挥重要作用的魏宝文并没有陶醉，他认为，重离子加速器的建成是一个群体的事业，是三代人努力的结晶。

“在这个群体中包括了三代人：老一代的科学家和热心科学事业的党政领导，中年一代的科技人员、管理人员和工人师傅，年轻一代的科技人员。作为所长，作为这项大科学工程的总工程师，我想我做的事情可归纳为两点：第一，把一个个课题分解出来，落实到一个个科技人员的肩上，不漏项；把一个个科技人员的成果，镶嵌在总体参数的框架上，随时调整。第二，用学术活动把大家的思想统一起来，用手中的权力扫清科技人员工作中的障碍，并为科技人员的失误承担责任。”

重离子加速器的建成获得了中国科学院科技进步奖特等奖、国家科技进步奖一等奖。上级领导和国内外科技界的贺电、贺信纷纷飞向近代物理所。而全身心投入这项事业的杨澄中先生却在1987年去世了，最终没有等到加速器建成的这一天。魏宝文院士告诉记者，这件事也成为了他心头永远的遗憾。

再攀科学高峰

1995年，魏宝文当选为中国科学院院士。他认为，这是对自己过去工作的一种肯定。对共和国的科研工作者来说，爱国主义不是空洞的，是千百年来凝聚中华民族、推动中国发展的伟大精神动力，是每一个有志之士用实际行动去努力攀登科学高峰的展现。

上世纪90年代，魏宝文提出了在兰州重离子加速器上续建冷却存储环的国家大科学工程计划。

魏院士告诉记者，重离子加速器冷却储存环的科学目标是放射性核束物理研究，高离化态原子物理研究，超重元素合成的探索性研究，以及相关交叉学科和重离子束应用研究。

“当时的想法是，让重离子加速再往前走一步，提高束流强度、束流能量，并拓展束流品种。”

“在回旋加速器的后边装配冷却存储环，在美国印第安那大学有一个例子，我专门去看过，但他们是小型装置，而且只加速轻离子。”像这样的大型重离子回旋加速器后边配冷却存储环，究竟能不能成？

魏宝文带领他的三个研究生，“不声不响”地开始了研究。“当发现理论上走得通之后，我就把近物所的所级领导和各处室领导，以及副研究员以上的科技人员请上，开了三天的近物所学术委员会扩大会议。平时近物所的学术委员会会议大家都会各抒己见，争论得很激烈，而在这次会议上，大家齐心一致：咱们要干这个事！从这以后，近物所又开始了新的征程。”

兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）是国家“九五”大科学工程之一，2007年建成并投入运行，2008年7月通过国家验收。技术指标达到国际先进水平，获得2008年度甘肃省科技进步奖一等奖、2009年度中国科学院杰出科技成就奖。

这项工程的建成，是我国高技术领域的一项重大成果，成为国际上继德国GSI之后又一个大型重离子冷却储存环装置。在工程建设中，科技人员开拓创新、奋力攻关，掌握了主要的核心技术，自主研制的设备达到80%以上，高质量完成了设备安装和联合调束，实现了多项创新和突破。

“冷却储存环工程培养和锻炼了一支能打硬仗的优秀青年创新团队，创造了极高的性能造价比，促进了我国特别是西部相关产业的技术升级，也提高了我国有关科技领域的自主创新能力。”魏宝文院士说，“这个项目主要是靠一批优秀的年轻人干的，但我一直肩负着很大的压力，如果没有完成，我怎么向国家交代，向我的老师、我的科技界的朋友交代？验收之后，我大大放松，感觉到肩上的担子一下子卸了下来。”

“人生在世，为干一番事业”

魏宝文1935年出生于河南省禹州市，并在那里度过了他的童年。1953年他考入北京大学物理系，1956年调入刚成立不久的技术物理系，是新中国培养的第二批核物理专业的学生。1957年毕业，分配到中國科学院物理研究所（后改名为原子能研究所），1958年调到兰州，从事核物理研究。1975年开始，一直在重离子加速的科研工作中拼搏至今，成为中国重离子加速的先行者。

在科学的世界里，他就象一台开足马力的机器，年复一年地高速运转着，在祖国的肥田沃土上取得了累累硕果，受到了党和国家的褒奖。可是，他在耕耘中所付出的艰辛却很少有人知晓。

在三年经济困难时期，魏宝文仍然钟情于自己的研究工作，经常加班到深夜。肚子饿了，就跑到街上买个伊拉克蜜枣包子啃上几口，然后继续干，他非常感谢他的姐姐当时给他寄了30斤粮票。“文革”开始后，他面临着挨批的厄运。好在当时他正承担着一项国防任务，才得以在一间地下室平安度过了三个春秋。晚上在家搞研究工作，一个三斗桌他和孩子各占一头。有时两个孩子抢先占了桌子，他就只好把五斗柜利用起来。直到50 岁的时候，他才有了一张属于自己的写字台。

重离子加速器调束的关键阶段，他经常和工程技术人员日夜苦战，夜里很晚才回家，天不亮又赶到现场，不知熬过了多少个日日夜夜。当了领导以后，经常忙于开会和各种组织管理工作，看书、搞业务的时间少了，他就把星期天和晚上都利用起来。爱人劝他：“已经一大把年纪了，何必老是苦着自己。”可他说：“一个人来到这个世界上，就是为了干一番事业。”

为了使祖国的核科学事业能尽快发展起来，魏宝文非常重视人才培养工作。他带研究生，注重教给学生治学的方法，激发他们的创造力，鼓励他们独立思考，提高分析问题和解决问题的本领。学业上，他是严师；其他方面，他又是学生的益友。学生到他家，他总是热情招待。他们在一起探讨科学，也探讨社会和人生。学生们从魏宝文那里，不仅秉承了严谨治学的作风，也学到了耿介旷达的品格。

虽然如今魏宝文院士将要步入耄耋之年，但依然在为科研工作尽自己的光和热。老一辈科研工作者的知识与精神传承给一批批活跃在科研一线的年轻工作者们，再为祖国的重离子加速科研工作共同谱写新的篇章。

责任编辑 陈晰