历史的回眸 | 我国第一台高压倍加器
400kV高压倍加器是中国科学院兰州物理研究室（中国科学院近代物理研究所的前身）创立之初唯一的科研设备，也是我国自主研制的第一台高压倍加器。它不仅在近代物理所的发展进程中起到了关键作用，也在我国早期核物理实验研究中扮演着举足轻重的角色。
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兰州物理室的一份“嫁妆”
1950年5月，我国第一个原子能科学研究机构——中国科学院近代物理研究所（1953年更名为“中国科学院物理研究所”，1958年改称为“中国科学院原子能研究所”）在北京成立。为报效祖国，赵忠尧与杨澄中相继回国，投身于我国的核科学事业中，分别担任近代物理研究所实验核物理组组长、副组长。
图：杨澄中和陈奕爱
新中国成立初期，我国的原子能科学研究一片空白，设备落后，连一台粒子加速器都没有。在极其艰难的情况下，赵忠尧和杨澄中领导建成了我国第一台质子静电加速器——700kV大气型质子静电加速器。
图：700kV大气型质子静电加速器（左）与其研制论文（右）
彼时，研制一台400kV高压倍加器作为研究所的五年计划之一，也在紧锣密鼓地进行中。这项工作由杨澄中负责，于1955年正式开始。为了让年轻人理解设计理念，杨澄中一边讲解，一边画出示意草图，并指导年轻人做出详细研制计划、订购设备材料。
当时的研制条件非常简陋。除了高压整流管、高压电容器等设备材料是从国外订货，许多零部件无处购置，都是由科技人员自己动手加工制造的。没有可以压制高压屏蔽电极的铝合金板，就用铸铝代替。铸件表面有砂眼，就灌铅堵塞，再用锉刀和砂纸一遍又一遍地打磨，直到合格为止。
根据国家发展原子能事业的战略决策和1956年周恩来总理的指示——“除北京附近以外，还应该在兰州设一个原子核科学的点”，兰州物理研究室于1956年秋在中国科学院物理研究所内设立，由杨澄中任室主任。按照计划，兰州物理室将于1957年从北京整体迁往兰州，而正在建造的400kV高压倍加器及其全部工作人员也将调往兰州。因此，尽快建成这台高压倍加器成为兰州物理室筹建中的主要任务之一。
图：400kV高压倍加器示意模型
1956年底，400kV高压倍加器调束成功，在北京初步建成。物理研究所全所科技人员都为之欢欣鼓舞，认为“这是献给刚成立的兰州物理室的一份新年礼物，也是物理研究所送给兰州物理室的一份‘嫁妆’”。
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小装置发挥大作用
1957年6月，中国科学院兰州物理研究室在兰州正式成立。400kV高压倍加器被拆卸运至兰州，经重装后，于1958年2月建成并投入运行。这台高压倍加器是当时兰州物理室唯一的科研装置。
图：1958年2月，400kV高压倍加器在兰州出束，第一次在靶上看到了束流斑点。
利用400kV高压倍加器，兰州物理室在国内率先利用加速器开展核物理实验，进行了快中子物理和低能轻核反应研究。
在当时的情形下，开展这些实验研究是相当不易的。那时物理实验人员少，大多先被安排从事加速器、探测器研制等技术工作。除了杨澄中先生这样的少数归国科学家，绝大多数人没有任何在加速器上做实验的经验，只有边学边干。克服条件差、缺经验等种种困难，兰州物理室完成了快中子的产生、探测、屏蔽、截面及能谱测量等多个课题，做出了一系列开拓性的工作。
图：400kV高压倍加器实验室的中子探头屏蔽体
论文：2.52兆电子伏中子的弹性散射角分布的测量（原子能科学技术，1961年）
同样重要的是，依托这台自制加速器，兰州物理室积极进行学科筹建、人才培养，为此后的发展奠定了坚实基础。
在1958年-1967年近十年的运行中，基于这台加速器，培养了两支分别主攻轻核反应和快中子物理的研究队伍。在近代物理所随后承担的为氢弹研制服务的两项国防科研任务中，正是这两支优秀队伍分别成为两项任务的研究主力，为高质量完成国家任务创造了重要条件。而400kV高压倍加器作为中子源，也在国防科研任务攻坚中发挥了作用。
图：兰州物理室核反应组成员（1959年）
此外，400kV高压倍加器的成功研制，也为这种类型的加速器在国民经济中的推广应用提供了样机和示范，推动了国内小型加速器的应用研究。
图：1959年5月，全国高压倍加器现场会议在兰州召开，兰州物理室系统介绍了高压倍加器的研制和运行经验。这是为该会议撰写的《高压倍加器的工作介绍》（1959年4月）。
除了400kV高压倍加器，科技人员还研制了多种不同能量的高电压型加速器。1957年冬至1958年，兰州物理室与兰州大学现代物理系合作，建造了一台1100kV高压倍加器。1963年，近代物理所与上海先锋电机厂合作，设计制造了一台双加速管道的600kV高压倍加器，于1965年建成并投入使用。随后，为满足国防科研任务的要求，还设计建造了15-50kV和40-150kV两台高压倍加器。
图：600kV高压倍加器
时光荏苒，随着核物理研究领域的拓展与加速器技术的日新月异，高压倍加器已逐渐淡出了人们的视野。然而，这台400kV高压倍加器的重要贡献将永不会磨灭，它见证着研究所初创、我国核物理研究起步时期的峥嵘岁月，它所承载的老一辈科学家艰苦奋斗、勇于开拓等科研精神，值得一代代后来者去追忆，去传承。
注：高压倍加器利用倍压整流原理产生的直流高压加速电子、质子、氘核和各种离子，是一种最早建造的低能加速器。
致谢：感谢近代物理所原副所长、400kV高压倍加器研制主要参与者邬恩九研究员提供大量资料并审读本文。
本文转载自《 中国科学院近代物理研究所 》微信公众号
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