孙汉城:民营核技术的探路人

2012年06月13日 05:19 科学时报

他1952年毕业于清华大学物理系,早年师从“中国的居里夫人”——何泽慧(钱三强夫人),从事原子核乳胶等探测器的研制与中子物理、裂变物理的研究。后来从事轻核反应、中微子物理以及核技术应用研究。1996年退休后,在民营高科技企业任技术总监。如今,虽已至古稀之年,他仍然奋斗在核技术应用的前沿,成为该领域当之无愧的常青树。他就是我国核科技专家孙汉城。

早在我国第一个五年计划期间,孙汉城就师从何泽慧研制核乳胶,达到当时的国际水平,并发现了金盐对潜影的稳定作用,发明了高量载硼、锂、铀的新方法。在探测器研制工作中,领导开拓了有机晶体、塑料、液体闪烁与中子荧光屏的新领域。上世纪60年代初,他又发明了既有良好的粒子分辨本领又有较高灵敏度的混合型乳胶。

在中子物理与轻核反应领域,他精确测定了235U的热中子裂变截面,测量了若干轻核反应的截面与中子能谱,建立了测量快中子能谱的多种方法,发明了截锂乳胶二面角法与在强γ本底条件下测量快中子能谱的11B(n,α)8Li(β-)8Be(2α)反应新方法。在核物理基础研究中,孙汉城研究发现可将中、高能区的准自由散射过程推广到低能区,发现了8Be的d-α-d链式准分子共振态。上世纪80年代,在发达国家兴起的测量中微子质量的热潮中,孙汉城用远低于国外的经费得到了精度相仿的结果,被收集于国际《粒子数据表》中。

1986年起,孙汉城转向核技术应用研究,主持建立了大体积高纯锗的高分辨率自然γ能谱测井仪,证明了大庆油田刻度井的铀—镭平衡在2%的精度内是成立的。在改进石油勘探的开发仪器与方法方面,孙汉城提出了用钆代替硼的测井新方法,并创建了北京深鸣远科技开发中心,批量生产出钆示踪剂,成功研制出使用寿命高达上千小时的测井仪的核心部件中子管,开辟出了一条民用核技术的发展之路。

近期,他还改进了用中子瞬发γ方法作煤成分快速分析的仪器,可用于大中型发电厂实现合理监控,确保入炉煤的质量,降低环境污染,同时降低成本。该技术在国内已有一家公司与法、德的公司合作开发成功,并已用于近20家发电厂。孙汉城将此方法作了重要改进,并促进其国产化。

核技术在反恐、安检、缉私、缉毒中的应用也是孙汉城关注的重点。这是20年前王淦昌给他提的希望。为实现小卧车中武器的检查,他与合作者研制出用低剂量的铯-137γ源,司机不下车所受剂量也只相当于在民航飞机上1分钟所受的剂量。目前,正根据不同用户的不同要求设计不同型号。此外,为提高炸药检查的技术,他找到了一种特殊特征的γ峰,不久,这种新设备也将问世。

古稀之年,勇攀高峰,孙汉城从来没有放弃过前进。核四极共振技术是检查炸药、毒品的“指纹式”检查方法。炸药中含氮,流通的毒品中含氯。氮与氯的原子核是椭球形的,在不同分子结构中的椭球形核与周围电子有“核四极相互作用”,结果有不同的“共振频率”。因此,核四极共振频率就成了分子结构的“指纹”。用入射脉冲电磁波照射被检物,如果其中有炸药、毒品,入射脉冲停后,被检物即退激发而发出特征频率的电磁波,就被仪器的接收线圈接收到。用此方法,有些炸药是容易查到的,例如黑索金(RDX),有些炸药是很难查的,例如硝铵与TNT。因为它们退激发的时间常数T1太大而T2太小。早在10年前,孙汉城就已解决了RDX的检查技术,目前正以十年磨一剑的毅力致力于攻克硝铵与TNT检查的难关。

多年来,孙汉城深感国民经济急需核技术的支持,核技术应用有广阔天地。他一辈子积累起来的核能知识和从前辈学来的工作胆略和工作方法使他如鱼得水,其乐无穷。