报道

经福谦:掀开核爆事业的新篇章

作者:周娜      来源:中国科技奖励      日期:2017-03-23

从来没有哪一个城市能如南京一样把温柔缝眷与王者之风水乳交融地集于一身,十里秦淮佳山秀水,六朝古都迭起风云,石头城里回荡着历数不尽的历史、传说以及文人墨客的诗歌华章……

经福谦院士就出生在这个传奇般的城市,那一年,是1929年。

从出生开始,经福谦早期的命运就与“动荡”联系在一起。战争、逃亡,在那个特殊的背景下,他的中小学竟然是在先后六所学校中完成的。抗战胜利后,他入读南京金陵中学,1947年考入江苏学院先修班,1948年考入北京辅仁大学数学系和江苏学院数理系,但由于战乱交通阻隔,只能进入江苏学院学习。解放后转入安徽大学物理系,1950年又转入南京大学物理系学习。频繁的更迭对他系统地掌握知识带来了诸多不便,却也令他更加刻苦的珍惜学习的机会。年少时的动荡在他心里逐渐埋下了救国的种子—革命能够令一个民族站起来,然而真正的强大还是要靠科学和发展!

1952年,经福谦被分配到长春地质学院,从事地球物理探矿专业的教学工作,并于1951年和1958年先后担任营城煤矿和松辽平原地震探矿勤工俭学普查队的技术领导。1960年7月,勤工俭学小分队正在为大庆油田会战进行地质资料再分析,当时接到了一纸调令,要经福谦到二机部九院从事核武器研究。经福谦二话不说就来到北京报到。笛卡尔的哲学中讲“我思故我在”,而对于经福谦,当时仅有一个想法就是“祖国需要,故我在”,至于艰难、名利,都与他无关。从此,他开始走上核武器研制的道路。他早期参与和担任技术负责的高能量密度状态产生系统,是一个用炸药作为初始能源的准球形能量会聚系统。从地震波到冲击波,从地球物理学到爆炸力学的内爆动力学,经福谦一下子进入到国内尚待开辟的一块处女地。

然而什么样的困难能难得倒决心呢!经过多年的努力,经福谦也确实在内爆动力学领域中作出了一番经天纬地的事业。

在内爆动力学半球模型实验设计技术研究中,经福谦从实验观测结果中发现,过去用声扰动传播范围确定的边测稀疏区的设计思想在实用上是高估了边侧稀疏的影响范围。为此,他提出了“严重稀疏范围”的概念,并用“爆轰头”模型进行了解释;同时安排熊后光同志作了平面爆轰驱动飞片的模拟实验,模拟实验结果与“爆轰头”模型的半定量估算结果基本相符。后来虽然有人对这个模型的数学描述做过改进,但基本观点没有变化。在此后的实验方案拟定时,均采用了“严重稀疏范围”概念进行设计,从而扩大了半球模型在内爆动力学研究中的作用和应用范围,对加速我国第一颗原子弹研制的进程起了重要作用。

为进一步研究内爆动力学的全过程,还需要开展超半球的模型实验,其中一项需要首先解决的关键技术是内球腔信号引出通道的保护问题。对此,经福谦与董庆东合作提出了“绝对保护”和“相对保护”两个实验研究方案。实验结果表明,“绝对保护”方案获得成功并沿用至今。1982年,“聚合爆轰人工热核反应研究”获得国家自然科学奖一等奖,在以王淦昌院士为首的10名主要研究者中,经福谦名列第七,那时距他当选院士还有9年。

大约从上世纪80年代开始,经福谦的研究活动逐渐转移到了对高能量密度条件下凝聚态物质性质的研究。在这一方面,他曾直接参加和领导了一个研究集体的工作。经过多年努力,取得了以下主要成果:首先,他们建成了我国在实验设备和测试系统方面最完备的冲击波物理研究实验室,其中包括国防科委系统建成的第一个国家级重点实验室。其次,他们的研究为我国某重要工程项目的物理设计提供了大量的高温高压下有关材料的物性参数。近年来还进一步扩展到承担与高压材料科学和地球深部物质物性的研究。此外,在为利用地下核爆条件测量千万大气压量级下材料物态方程的技术攻关中,以经福谦院士为主,解决了三个技术难点问题:在电探针辐照损伤机制及失效阔值的研究中,证明它属于Y射线辐照产生的强电场击穿机制,据此估算的Y射线辐照失效的阔值剂盘,得到了实验结果的证实.在对核爆电磁干扰场的屏蔽设计中,提出了利用瞬态集肤效应思路,并据此估算了由此产生的瞬变电磁屏蔽效应,为简化屏蔽层设计和实现“时间躲避技术”提供了物理依据;在对屏蔽管道结构及其长度设计中,采用“传输线类比法”,研究了干扰电磁场强度沿管道距离衰减的规律,为采用“局部双屏蔽”设计技术提供了物理依据。

时光辗转,当年的青丝乌鬓到如今已布满霜华,经福谦院士并没有居功自傲,从上世纪90年代中期开始,他坦然退出了项目领导者和负责人的角色,转变为咨询和顾问角色。从台前,到幕后,经福谦依然在尽力为社会贡献着自己的一份力量。近10年,他的主要科研活动是通过培养研究生工作开展了对某些基础物理问题的研究,并在物态方程(包括相图)、高压本构关系、动态损伤和破坏等方面,取得了一些新认识和新数据。同时,他还与一些中青年同志(其中有些是他的研究生)一道,在拓宽研究手段,如静高压技术和计算物理等方面取得了一些进展,对深化动高压实验数据的物理解读能力上也取得了初步成效。

正如他名字中的那个“谦”字,经福谦院士为人也是谦和自持,回顾起一生的工作研究,他总是一种自当如此的态度,没有一丝的炫耀。他总是认为,一项任务的完成决不仅是少数几个在奖状上列出姓名的主要完成者的功劳,还有许多没能列入完成者名单的人的奉献,他们是我们事业的无名英雄,“虽然那张荣誉证书是我接过来的,但荣誉更是属于那些无名的英雄们!”在经福谦的字典里,痕迹最深的是国家和集体。科研是为了国家需要,荣誉是集体的共同奉献。在他心里,科学家的祖国观不止体现在战争年代,即便和平时期,在国际科学交流中也是时时念在心里的。早在上世纪80年代中期,在双方上级部门的批淮下,经福谦就与苟清泉教授在成都科技大学内建成了应用物理研究所(联合),以作为对国内外开放和交流的“窗口”单位,除开展与国内有关机构的联合研究和培养研究生外,也多次接待国外研究机构和高等院校著名科学家来访,为我国应用物理研究水平的发展发挥了积极的影响。

曾有一首诗如此写竹——“咬定青山不放松,立根原在破岩中。千磨万击还坚韧,任尔东南西北风。”而在对经福谦院士的采访中,这样的映像不由自主地便浮现在脑海中,他艰难辗转不易其志的一生,不正是竹风节的精华所在吗?

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经福谦:掀开核爆事业的新篇章

作者:周娜 来源:中国科技奖励 日期:2017-03-23

从来没有哪一个城市能如南京一样把温柔缝眷与王者之风水乳交融地集于一身,十里秦淮佳山秀水,六朝古都迭起风云,石头城里回荡着历数不尽的历史、传说以及文人墨客的诗歌华章……

经福谦院士就出生在这个传奇般的城市,那一年,是1929年。

从出生开始,经福谦早期的命运就与“动荡”联系在一起。战争、逃亡,在那个特殊的背景下,他的中小学竟然是在先后六所学校中完成的。抗战胜利后,他入读南京金陵中学,1947年考入江苏学院先修班,1948年考入北京辅仁大学数学系和江苏学院数理系,但由于战乱交通阻隔,只能进入江苏学院学习。解放后转入安徽大学物理系,1950年又转入南京大学物理系学习。频繁的更迭对他系统地掌握知识带来了诸多不便,却也令他更加刻苦的珍惜学习的机会。年少时的动荡在他心里逐渐埋下了救国的种子—革命能够令一个民族站起来,然而真正的强大还是要靠科学和发展!

1952年,经福谦被分配到长春地质学院,从事地球物理探矿专业的教学工作,并于1951年和1958年先后担任营城煤矿和松辽平原地震探矿勤工俭学普查队的技术领导。1960年7月,勤工俭学小分队正在为大庆油田会战进行地质资料再分析,当时接到了一纸调令,要经福谦到二机部九院从事核武器研究。经福谦二话不说就来到北京报到。笛卡尔的哲学中讲“我思故我在”,而对于经福谦,当时仅有一个想法就是“祖国需要,故我在”,至于艰难、名利,都与他无关。从此,他开始走上核武器研制的道路。他早期参与和担任技术负责的高能量密度状态产生系统,是一个用炸药作为初始能源的准球形能量会聚系统。从地震波到冲击波,从地球物理学到爆炸力学的内爆动力学,经福谦一下子进入到国内尚待开辟的一块处女地。

然而什么样的困难能难得倒决心呢!经过多年的努力,经福谦也确实在内爆动力学领域中作出了一番经天纬地的事业。

在内爆动力学半球模型实验设计技术研究中,经福谦从实验观测结果中发现,过去用声扰动传播范围确定的边测稀疏区的设计思想在实用上是高估了边侧稀疏的影响范围。为此,他提出了“严重稀疏范围”的概念,并用“爆轰头”模型进行了解释;同时安排熊后光同志作了平面爆轰驱动飞片的模拟实验,模拟实验结果与“爆轰头”模型的半定量估算结果基本相符。后来虽然有人对这个模型的数学描述做过改进,但基本观点没有变化。在此后的实验方案拟定时,均采用了“严重稀疏范围”概念进行设计,从而扩大了半球模型在内爆动力学研究中的作用和应用范围,对加速我国第一颗原子弹研制的进程起了重要作用。

为进一步研究内爆动力学的全过程,还需要开展超半球的模型实验,其中一项需要首先解决的关键技术是内球腔信号引出通道的保护问题。对此,经福谦与董庆东合作提出了“绝对保护”和“相对保护”两个实验研究方案。实验结果表明,“绝对保护”方案获得成功并沿用至今。1982年,“聚合爆轰人工热核反应研究”获得国家自然科学奖一等奖,在以王淦昌院士为首的10名主要研究者中,经福谦名列第七,那时距他当选院士还有9年。

大约从上世纪80年代开始,经福谦的研究活动逐渐转移到了对高能量密度条件下凝聚态物质性质的研究。在这一方面,他曾直接参加和领导了一个研究集体的工作。经过多年努力,取得了以下主要成果:首先,他们建成了我国在实验设备和测试系统方面最完备的冲击波物理研究实验室,其中包括国防科委系统建成的第一个国家级重点实验室。其次,他们的研究为我国某重要工程项目的物理设计提供了大量的高温高压下有关材料的物性参数。近年来还进一步扩展到承担与高压材料科学和地球深部物质物性的研究。此外,在为利用地下核爆条件测量千万大气压量级下材料物态方程的技术攻关中,以经福谦院士为主,解决了三个技术难点问题:在电探针辐照损伤机制及失效阔值的研究中,证明它属于Y射线辐照产生的强电场击穿机制,据此估算的Y射线辐照失效的阔值剂盘,得到了实验结果的证实.在对核爆电磁干扰场的屏蔽设计中,提出了利用瞬态集肤效应思路,并据此估算了由此产生的瞬变电磁屏蔽效应,为简化屏蔽层设计和实现“时间躲避技术”提供了物理依据;在对屏蔽管道结构及其长度设计中,采用“传输线类比法”,研究了干扰电磁场强度沿管道距离衰减的规律,为采用“局部双屏蔽”设计技术提供了物理依据。

时光辗转,当年的青丝乌鬓到如今已布满霜华,经福谦院士并没有居功自傲,从上世纪90年代中期开始,他坦然退出了项目领导者和负责人的角色,转变为咨询和顾问角色。从台前,到幕后,经福谦依然在尽力为社会贡献着自己的一份力量。近10年,他的主要科研活动是通过培养研究生工作开展了对某些基础物理问题的研究,并在物态方程(包括相图)、高压本构关系、动态损伤和破坏等方面,取得了一些新认识和新数据。同时,他还与一些中青年同志(其中有些是他的研究生)一道,在拓宽研究手段,如静高压技术和计算物理等方面取得了一些进展,对深化动高压实验数据的物理解读能力上也取得了初步成效。

正如他名字中的那个“谦”字,经福谦院士为人也是谦和自持,回顾起一生的工作研究,他总是一种自当如此的态度,没有一丝的炫耀。他总是认为,一项任务的完成决不仅是少数几个在奖状上列出姓名的主要完成者的功劳,还有许多没能列入完成者名单的人的奉献,他们是我们事业的无名英雄,“虽然那张荣誉证书是我接过来的,但荣誉更是属于那些无名的英雄们!”在经福谦的字典里,痕迹最深的是国家和集体。科研是为了国家需要,荣誉是集体的共同奉献。在他心里,科学家的祖国观不止体现在战争年代,即便和平时期,在国际科学交流中也是时时念在心里的。早在上世纪80年代中期,在双方上级部门的批淮下,经福谦就与苟清泉教授在成都科技大学内建成了应用物理研究所(联合),以作为对国内外开放和交流的“窗口”单位,除开展与国内有关机构的联合研究和培养研究生外,也多次接待国外研究机构和高等院校著名科学家来访,为我国应用物理研究水平的发展发挥了积极的影响。

曾有一首诗如此写竹——“咬定青山不放松,立根原在破岩中。千磨万击还坚韧,任尔东南西北风。”而在对经福谦院士的采访中,这样的映像不由自主地便浮现在脑海中,他艰难辗转不易其志的一生,不正是竹风节的精华所在吗?