復(fù)旦大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)系現(xiàn)代物理研究所的介紹 正文

     根據(jù)我國(guó)核能發(fā)展長(zhǎng)期戰(zhàn)略,發(fā)展聚變能源是解決能源危機(jī)的根本出路，而怎樣實(shí)現(xiàn)有能量增益的聚變，離不開(kāi)高溫高密度等離子體物理及其相關(guān)技術(shù)的研究。在這樣的形勢(shì)下，復(fù)旦大學(xué)在多方支持下，依托本學(xué)科于2002年成立了上海EBIT實(shí)驗(yàn)室，第一期投資三千四百萬(wàn)人民幣。作為高電荷重離子相關(guān)物理及技術(shù)研究平臺(tái)（EBIT實(shí)驗(yàn)平臺(tái)）的一期工程，建立了EBIT裝置的主體—即光源部分，和用于高精度光譜學(xué)診斷的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，建成了高電荷重離子相關(guān)物理的光譜學(xué)研究平臺(tái)。以極端條件下的原子物理、等離子體物理以及其拓展領(lǐng)域的科技進(jìn)步和發(fā)展為主要方向，開(kāi)展基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性的科學(xué)研究工作。結(jié)合我國(guó)的科技發(fā)展和我國(guó)科技研究重點(diǎn)的調(diào)整，近十年來(lái)通過(guò)“211工程”和“985工程”以及上海市重點(diǎn)學(xué)科對(duì)本學(xué)科的投入資金達(dá)4500萬(wàn)元以重點(diǎn)支持本學(xué)科的建設(shè)；屬于本學(xué)科的教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，近年來(lái)也得到來(lái)自教育部對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)投入達(dá)150萬(wàn)元。本學(xué)科所在復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理所從80年代中期起,先后引進(jìn)了串列加速器、同位素分離器、染料激光器等主要設(shè)備, 開(kāi)展了原子物理、離子束應(yīng)用等方面的研究工作，取得了重要成績(jī)。



       本學(xué)科在楊福家院士領(lǐng)導(dǎo)下，在基于加速器的原子物理、在激光與物質(zhì)相互作用以及核技術(shù)方面多年的研究積累，為今后進(jìn)一步開(kāi)展高新技術(shù)中的原子物理及相關(guān)物理問(wèn)題研究、為極端高電荷態(tài)離子中電子的狀態(tài)和動(dòng)力學(xué)行為研究、以及離子和電子與超快、超強(qiáng)脈沖激光的相互作用等方面的研究打下了很好的基礎(chǔ)；我校針對(duì)發(fā)展這一學(xué)科的需要于2002年引進(jìn)的杰出青年基金獲得者鄒亞明教授，在高電荷離子物理領(lǐng)域有多年的工作經(jīng)驗(yàn)和廣泛的國(guó)際合作，是中國(guó)第一個(gè)進(jìn)入國(guó)際光子、電子、原子碰撞協(xié)會(huì)常委會(huì)，并且是該協(xié)會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)目前唯一的中國(guó)專家，同時(shí)也是國(guó)際高電荷離子物理會(huì)議國(guó)際顧問(wèn)委員會(huì)專家；于2005年引進(jìn)的Roger Hutton教授是國(guó)際知名的光譜學(xué)專家，在光譜學(xué)研究和探測(cè)技術(shù)方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)，是天體物理中的振子強(qiáng)度國(guó)際會(huì)議學(xué)術(shù)委員會(huì)我國(guó)唯一的專家；近期引進(jìn)的雙聘院士胡思得先生是著名的原子核物理與技術(shù)的專家，他的加盟將使我們進(jìn)一步緊跟國(guó)家的需求進(jìn)行科學(xué)研究和新技術(shù)發(fā)展。復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理研究所現(xiàn)共有教授(研究員)7名，副教授(副研究員)10名。


       本學(xué)科以研究高電荷和極高電荷離子相關(guān)物理為特色，是一個(gè)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的面向世界開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室。對(duì)極端高電荷離子的研究，只能通過(guò)冷EBIT裝置（不同于常溫EBIT）和重離子儲(chǔ)存環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而冷EBIT由于離子幾乎處于靜態(tài)，相比儲(chǔ)存環(huán)，在研究精度上更有優(yōu)勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)室成功建立了我國(guó)第一臺(tái)、國(guó)際上第8臺(tái)低溫EBIT裝置，并且電子能量已經(jīng)達(dá)到國(guó)際第三位，目前正在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目和一些省部級(jí)的重點(diǎn)項(xiàng)目支持下，開(kāi)展分解研究高溫等離子體的研究工作、極端條件下的原子物理與核物理的交叉學(xué)科的研究工作、以及X射線和光學(xué)探測(cè)技術(shù)研究。 


       本學(xué)科的另一個(gè)方向是核分析技術(shù)應(yīng)用。該方向不僅為國(guó)家培養(yǎng)高尖的核技術(shù)人才，推動(dòng)我國(guó)的核學(xué)科的基礎(chǔ)研究，而且在國(guó)防建設(shè)以及國(guó)家和上海的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。核分析技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要分析方法，有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源科學(xué)等領(lǐng)域等廣為應(yīng)用。如我們長(zhǎng)期為上海中芯國(guó)際、宏力等半導(dǎo)體大型公司，以及許多科研所和高校進(jìn)行特殊材料的成分分析。與上海地區(qū)有關(guān)醫(yī)院及環(huán)境部門(mén)合作，用核微探針技術(shù)進(jìn)行人體組織的微量元素分析和大氣環(huán)境污染分析，為人體疾病預(yù)控提供科學(xué)信息。在熱等離子體的工業(yè)應(yīng)用中，我們已研制出多種高功率的等離子體炬，已在全國(guó)許多地方得到推廣應(yīng)用。與中國(guó)科學(xué)院合作在2MW氫氣熱等離子體炬煤制乙炔中試研制中已獲得了乙炔產(chǎn)量每小時(shí)130公斤，乙炔能耗接近12kWh/kg的好水平。


       本學(xué)科第三個(gè)方向是光與物質(zhì)相互作用。我們開(kāi)展的強(qiáng)激光加速粒子的機(jī)制研究可望在新一代的加速器設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，所提出的真空俘獲加速機(jī)制已得到國(guó)際同行的重視，美國(guó)能源部已立項(xiàng)進(jìn)行原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。我們發(fā)展的激光分離同位素相關(guān)技術(shù)、采用激光束操縱薄膜和單晶材料的生長(zhǎng)技術(shù)已引起產(chǎn)業(yè)界的濃厚興趣，可望在我國(guó)高溫燃?xì)廨啓C(jī)葉片、高性能飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)中得到應(yīng)用。目前已與國(guó)有大型企業(yè)東方汽輪機(jī)公司建立密切的合作關(guān)系。我們開(kāi)展的Alpha粒子輻照對(duì)材料力學(xué)性能影響的研究在核武設(shè)計(jì)、核能應(yīng)用和核防護(hù)方面有重要應(yīng)用。目前展開(kāi)的生物馬達(dá)機(jī)制機(jī)理研究有助于人們了解生物體內(nèi)的物質(zhì)輸送，可望在制藥、醫(yī)療等方面得到應(yīng)用。


       近年來(lái)我們投入了很多的努力和資源培養(yǎng)研究人才，但多年的經(jīng)驗(yàn)讓我們看到技術(shù)對(duì)研究的制約太大了，而且技術(shù)的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)同樣需要?jiǎng)?chuàng)造力和想象力，同樣需要研究能力。所以我們將把技術(shù)創(chuàng)新人才和基礎(chǔ)研究人才的培養(yǎng)放在同樣的高度。我們將充分利用本學(xué)科廣泛的國(guó)際合作基礎(chǔ)，有目的、有計(jì)劃地將博士研究生派送至在國(guó)際上相關(guān)領(lǐng)域領(lǐng)先的研究單位學(xué)習(xí)、合作研究；同時(shí)每年邀請(qǐng)3-6位國(guó)際同行專家來(lái)校合作研究、訪問(wèn)講學(xué)，以此來(lái)普遍提高本學(xué)科研究生的研究和交流素質(zhì)；讓研究生積極參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議并參與主辦國(guó)際會(huì)議，以最快的速度掌握國(guó)際動(dòng)態(tài)?？茖W(xué)研究的目的是了解自然、利用自然造福人類。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)科學(xué)的研究尤為重要。中國(guó)培養(yǎng)的本科生和研究生與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)生相比，在基礎(chǔ)理論方面以及計(jì)算機(jī)軟件方面的能力并不遜色，但是，在動(dòng)手能力方面顯得相當(dāng)軟弱，并且見(jiàn)識(shí)很少。要彌補(bǔ)這方面的缺陷，應(yīng)該讓學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸許多的研究設(shè)備，尤其是大型設(shè)備。我們利用本實(shí)驗(yàn)室上海地區(qū)少有的大型設(shè)備，如離子加速器和EBIT裝置以及基于它們的研究平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)辟綜合能力實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)平臺(tái)。在核技術(shù)、核電子學(xué)、光探測(cè)、帶電粒子探測(cè)、真空、低溫、高壓、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)獲取等方面對(duì)研究生進(jìn)行綜合能力實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練和培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)培養(yǎng)，本學(xué)科所畢業(yè)的研究生足以勝任國(guó)內(nèi)高校相關(guān)學(xué)科或研究所的教學(xué)、科研工作，也可在國(guó)內(nèi)或相關(guān)行業(yè)跨國(guó)公司從事研發(fā)或項(xiàng)目管理等高層次工作。

復(fù)旦大學(xué)

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