校友张焕乔院士回母校做讲座

个人简历

1933年12月13日 出生于四川省巴县（现重庆市沙评坝区）。

1952-1956年 先后在武汉大学、北京大学学习。

1956-1958年 任中国科学院物理研究所实习研究员。

1958-1960年 在苏联科学院库尔恰托夫原子能研究所实习。

1960-1982年 任中国科学院原子能研究所助理研究员、副研究员。

1982-1984年 在意大利里亚洛国家实验室工作访问。

1984-1993年 任中国原子能科学研究院任副研究员、研究员。

1993-1994年 在意大利里亚洛国家实验室工作访问。

1994年- 在中国原子能科学研究院研究员、核物理所科技委主任（1994-1998）、院科技委常委（2000-）。

1997年 当选中国科学院院士。

2000年5月- 任北京大学兼职教授。

2001年3月- 任华中科技大学兼职教授。

2004年3月-任北京串列加速器核物理国家实验室主任。

2007年9月-任中国核物理学会理事会理事长。

人物生平

少年时期

张焕乔，幼名泰亨，1933年12月13日生于四川省巴县土主场（现重庆市沙坪坝区）毛家岗。父一生经商，鼓励子女求学。他和兄长相差11岁，皆好学，先后于大学毕业。在他5岁时，生母辞世。当时正值抗日战争时期，父兄皆在重庆，他在农村读小学，学校条件很差，学习全靠自己努力，而且每天独自上学，来回要走18里路，客观上从小培养了他的毅力、独立能力和自学意识。1946年夏，张焕乔考入重庆市开云地址 ，由于师资条件好，加上个人努力，弥补了农村受教育的不足，成绩逐年上升，高中时名列前茅。初中时得益于数学老师蔡嗣静的启蒙教育，在高中受到数学老师吴常健、物理老师董贞熙和化学老师王正文的精心指导，使他对数理化学科产生浓厚的兴趣。1949年5月，父病逝，9月，父亲留下的纸店在重庆“9.2”大火灾中焚烧殆尽，高中读书全靠兄长支持。1952年考入武汉大学物理系，学习成绩在年级中保持前列，二年级时是获各科满分的4位学生之一。

实现物理梦

1955年秋，国家为发展原子能事业，决定从几所重点大学物理系选调近百名高年级学生去北京大学物理研究室学习，由武汉大学调选10名学生，张焕乔被选中，实现了他想学核物理专业的梦想（武大无此专业）。从武大到北大对他是又一次挑战，因为学生来自不同大学，各校课程教学进度不一，有的比武大快，他又面临自学补课的问题。他刻苦学习，决心为发展中国的原子能事业献身。1956年秋，张焕乔被分配到中国科学院物理研究所（中国科学院原子能研究所前身），在戴传曾领导下从事中子物理实验研究，他们在核反应堆上建立了两台中子晶体谱仪。1958年10月，张焕乔被派往苏联科学院库尔恰托夫原子能研究所实习，师从M•彼伏日涅耳，在中子晶体谱仪和机械选择器上分别测量229Th和241，243Am的中子裂变截面，后期参加用热中子非弹性散射研究固体声子谱的工作，又在苏联理论实验物理研究所参加低温NiF2反铁磁性实验。导师对他非常友好，经常带他到其他研究所参加一些固体物理的学术报告会，两次见到库尔恰托夫（前苏联原子弹之父），并在导师带领下参观了库尔恰托夫原子能研究所的全面核物理研究工作，使他大开眼界，对他们的创新意识留下深刻的印象。1960年1月底回国，负责将一台晶体谱仪改建成中子衍射仪。同年9月，所领导为了适应国家研制核武器的需要，将他由中子衍射组调到裂变物理组，在何泽慧领导下承担235U、238U和239Pu重核裂变中子谱平均截面的测量任务，完成异形钋α源强度与均匀性的测量。1965年底承担检验国产核石墨性能，为天然铀石墨生产堆的安全运行提供必要的数据。在1966年5月含热核材料的原子弹和同年12月氢弹模型爆炸试验中，他在原子能研究所负责测定现场取样的铀含量。20世纪70年代中，为核武器发展需要，完成了239Pu快中子裂变的瞬发中子平均数随入射能量变化（En）的精确测量，最先揭示出在0.15～2.0MeV能区（En）的斜率有减小的趋势，后来得到美国橡树岭国家实验室（ORNL）数据的支持，数据被美国核数据中心收集。20世纪80年代初，原子能研究所筹建串列加速器，张焕乔把注意力转移到垒下重离子融合反应。1982年1月他应邀访问意大利国家核物理研究院里亚洛国家实验室，参加在XTU-16串列加速器上的重离子融合反应实验研究，建成静电偏转分离器，负责完成了重离子融合反应的检验实验。

回国发展

1984 年2月回国后，他提出开展垒下重离子融合裂变反应碎片角分布的研究，计划开展重离子融合裂变中子多重性和垒下重离子融合反应激发函数这两个研究课题。在国内有限条件下，张焕乔和他的合作者从建立实验条件开始，持续8年，系统地深入研究了融合裂变碎片角分布，发现了碎片各向异性的异常现象。1984年后，他还6次访问意大利里亚洛国家实验室，合作研究垒下重离子融合反应的平均角动量激发函数和位垒分布，在58Ni+60Ni系统中，首次揭示出双声子激发引起融合位垒分布呈现3峰结构，表明原子核表面复杂振动导致垒下融合增强，成为这方面的重要工作。1999年张焕乔提出用转移反应作探针研究稳定核的激发态中子晕，他们小组已在12B和13C激发态中找到单中子晕。20 世纪90年代中后期，鉴于中国科学院近代物理所建成放射性次级束流线（HIRFL-RIBLL），他于1998年向该所提出了在质子滴线附近寻找质子晕核的实验计划，2001年春天得到束流时间，做了寻找29S质子晕的实验。1997年他当选为中国科学院院士。1999年任中国物理学会第七届理事会常务理事。1999年任中国核工业集团公司科技委高级顾问。先后任《Chinese Physics Letters》第5届编委，《高能物理与核物理》第6届、第7届编委，《原子核物理评论》第4届编委，《物理》第7届和《中国科学A》编委。任英国物理学会北京代表处J.of Physics G和Eur.Phys.J.A评审人。并数次被邀请担任国际学术会议的国际顾问委员会成员[2]。

人物贡献

先后从事中子物理、裂变物理和重离子反应的实验研究。为我国第一台中子晶体谱仪和第一台中子衍射仪的建立作出了重要贡献。参与压电石英单晶中子衍射增强现象的发现，并提出合理解释。为国防需要测量部分重要核数据，提供若干测试手段和方法。系统研究自发裂变和中子诱发裂变的中子数及其与碎片特性的关联，提供了高精度252Cf自发裂变的平均中子数，成为国际上“热中子常数和252Cf自发裂变中子产额”这组重要初级标准中被收入的唯一中国数据。系统研究近垒和垒下重离子熔合裂变角分布，在国际上首先采用碎片折叠角技术实现将熔合裂变与转移裂变分开，发现碎片角异性的异常现象，并参加提出理论解释，最近得到国外实验支持。在国外合作研究垒下重离子熔合反应的平均角动量激发函数和熔合势垒分布中，首次揭示双声子激发引起熔合势垒分布劈裂成三个峰，表明复杂的核表面振动影响垒下熔合增强。该工作成为这方面研究的一个典型工作。采用转移反应作探针和发展ANC方法，首次研究稳定核激发态中子晕，观测到12B第二，第三激发态和13C第一激发态为中子晕态，扩大了晕核研究范围。

研究工作

1956-1960年间，张焕乔在戴传曾领导下参加中国第一台中子晶体谱仪和第一台中子衍射仪的建立，为在核反应堆上开展慢中子谱学和固体物理实验研究创造了条件。1958年春，他们自力更生、因陋就简地将原中央研究院留下闲置多年的一台X射线衍射仪（1933年瑞士产品）改建成一台高分辨中子晶体谱仪，一直用到20世纪80年代中期。正是在这台谱仪上，发现了压电振荡石英单晶中子衍射增强现象。在参加与长春光机所合作建造的另一台中子晶体谱仪的组装过程中，张焕乔提出采用金属箔局部补偿钢带厚度的办法，解决了多次返修钢带轮难以保证晶体台与计数管支承臂1∶2联动精度指标的问题，使联动精度达1.5×10-6，与当时国际最佳水平（哥伦比亚大学在BNL建造的中子晶体谱仪）相当。1960年7月，他负责将这台谱仪改建成中子衍射仪。后来，中国第一颗原子弹用的点火中子源的均匀性检验和α碘酸锂在外场下中子衍射增强现象的发现都是在这台设备上完成的。

1960-1961年间，在杨桢主持下，在原子能研究所的重水反应堆上，实验发现压电振荡石英单晶中子衍射增强现象。张焕乔写出“压电振荡石英单晶中子衍射增强现象的解释”一文，指出晶体压电振动产生应变，引起晶格有一动态变化，晶体对中子衍射有效厚度增加。晶面间距变更△d/d，由此产生两个效应：①衍射中子束能量展宽；②中子在振荡石英晶体内次级消光减弱。二者均可导致衍射中子增强。基于在固定振荡功率下测定衍射中子增强比随入射中子能量变化的实验数据，定量计算出在整个中子能区晶体的△d/d值基本相同，表明增强最可能的原因是中子次级消光减弱。为此，他提出了一个实验验证方案，在中子衍射仪上作两种测量：①用压电石英晶体取代衍射仪的单色器，将单色器移到样品台上对压电石英衍射中子作能量分析，从而定出由△d/d造成衍射中子能量展宽引起的增强；②将压电石英晶体安放在衍射仪样品台上，在单色束入射下观测压电振荡石英中子衍射增强，从而定出中子次级消光减弱引起的效应。从第二类测量中，在单色中子束入射下观测到同样可观程度的衍射中子增强，表明次级消光减弱是引起压电振荡石英单晶中子衍射增强的原因。该项成果与后来杨桢等人发现α碘酸锂在外场下的中子衍射增强一起获1982年国家自然科学奖三等奖。

科技成就

成就一

（1）1973年，为国防需要张焕乔负责开展239Pu快中子裂变的瞬发中子平均数随入射能量变化vp（En）的测量，要求精度达1%。当时拥有的实验手段不能满足要求，他带领小组，自己动手，创造条件，用两年多时间，在国内首次制成大体积载钆闪烁液体探测器、载量达105毫克钚的快裂变电离室（过去仅1毫克钚水平）和高稳定性的脉冲数目分析器。最后测得精度达0.8%的（En）值，与当时国外最好水平相当。他们的数据最先显示在0.15～2.0MeV能区（En）的斜率有下降的趋势，后来得到美国橡树岭国家实验室数据的支持，也在美国ENDF/BV 库数据中得到反映。数据被美国国家数据中心收集，获1978-1979年度国防科委重大成果二等奖。

成就二

（2）精确测量252Cf自发裂变的瞬发中子平均数及中子数目分布，提供了高精度裂变中子产额的初级标准，得到国际承认，被国际誉为“高质量的测量”。进一步澄清了历史上液体闪烁体法与锰浴法、硼堆法数据的系统差异。尽管稍后美国橡树岭国家实验室的Spancer提供的一个精度甚高的数据明显偏高，但是经过随后20年的检验，证明Boldeman和张焕乔他们的数据与新近锰浴、硼堆的数据能很好地符合，这个事实清楚地反映在权威的评价文章中。国际核数据委员会将他们的数据作为原始标准数据收集和推荐，是承认的13个数据中精度最高的4个数据之一。他们的数据多次被国外引用和评价，至今仍是国际上“热中子常数和252Cf自发裂变中子产额”这组重要初级标准中被作为原始数据收入的唯一的中国数据。

成就三

（3）对国内可获得的超铀核自发裂变的瞬发中子平均数及中子数目分布Pν作了精确测量，包括240 Pu、242Cm、244Cm和252Cf四个核素。得到两个经验规律，即与裂变核质量数和裂变中子数目分布宽度σν与的2个线性依赖关系。他们还测定了242Cm的α和自发裂变半衰期，这是当时国际上衰变数据评价迫切需要的数据之一。他充分利用国内条件，推动了超钚核的物理研究。

成就四

（4）252Cf自发裂变的瞬发中子数与碎片的质量、电荷和总动能的关联研究。实现了4π与π/3两种几何的精确测量，丰富了关联数据，给出一些比前人更完整的规律，纠正了前人的错误，第一次指出在4π与π/3几何测量中得到的（A）在质量对称区域与极不对称区域存在明显的系统差异，揭示出实验存在的问题。

成就五

（5）252Cf三分裂的瞬发中子数目分布及瞬发中子平均数与长程α粒子动能的关联。首次在文献中给出252Cf三分裂的瞬发中子数目分布的实验结果，观察到三分裂与二分裂瞬发中子数目分布相似，但三分裂的平均瞬发中子数3.03±0.02明显小于二分裂的3.743±0.018，意味着252Cf长程α粒子伴随裂变的碎片平均总激发能比二分裂的低6MeV左右。从两种裂变的瞬发中子数目分布的相似性可以推测这两种裂变在断裂时围绕平均状态的涨落十分相似。

252Cf三分裂的瞬发中子平均数与长程α粒子动能观察到呈负关联。结果表明碎片发射中子数与核断裂时刻碎片的初始形变相关。而三分裂瞬发中子平均数随长程a粒子动能的变化主要反映核三分裂时碎片变形程度与长程α粒子最终动能的某种关联，在两种极端条件下作了定性讨论[3]。

相关报道

核物理学家张焕乔院士：科学探索永无止境

2004年11月11日，中国原子能科学研究院的张焕乔院士获得“何梁何利科学与技术进步奖”。问起获奖的感受时，张焕乔院士说：“这个奖其实不应该属于我，而应该属于我们这个集体。”寥寥数语，他的谦和与低调展现无遗。

兴趣是“第一推动力”

1933年，张焕乔出生在重庆郊区。乡村小学的教学条件很差，每天上学，他要来回步行18里路。那时，他幼小的心灵对大自然充满了好奇，常常会提出一些问题，比如，“太阳为什么从东方升起，西方落下？”“夜空中为什么会看见星星飞逝？”等等。

小学毕业，父亲坚持要他考重庆市重点中学。可是，由于城乡差异，他落榜了。自学一年后，张焕乔顺利考入重庆开云地址 ，成绩逐步攀升，并对数理学科产生了浓厚的兴趣。“上高中时产生了一个朴素的想法，看到书上讲原子核嬗变，自己就想要是能把贱金属变成黄金，让国家富强，百姓富裕，人民都能过上安居乐业的生活，该多好啊！”

1955年秋，国家为了发展原子能事业，从几所主要大学的物理系抽调99名优秀的高年级学生去北大物理研究室学习，已于1952年考入武汉大学物理系的张焕乔被选中。在胡济民、朱光亚等名师的指导下，他开始刻苦钻研。

回顾自己的求学历程和日后的科研工作，张焕乔把他对科学的痴迷归根于浓厚的兴趣，“在服从国家利益的前提下，鼓励每个人对所从事的工作和领域发生浓厚的兴趣，努力创造条件使之热爱这一工作，而不是单纯的利益驱动，这样他自然会把自己的全部精力投入到工作中去”。

名师肩上攀高峰

1956年秋，张焕乔被分配到中国科学院近代物理研究所(中国原子能科学研究院的前身)，在钱三强、何泽慧先生领导的中子物理研究室工作，并被分到了戴传曾先生的课题组从事中子物理实验研究。回想起这一段经历，张焕乔感受最深的是老一辈科学家对他的影响。

“戴先生第一次布置给我的任务，是一个月内读完5篇经典文献和两本书的两章，写读书笔记，做读书报告。那时，我的英语很差，全靠查字典，经过一个月的紧张学习终于完成了任务。”接着，戴先生又布置张焕乔焊接、安装、调试一台高精度的计数率仪，这让张焕乔体会到了实验工作动手的真谛。

“戴先生工作抓得非常紧，每周一他都要检查各个组的工作，首先听取大家汇报上周的工作，提出问题讨论，最后给大家布置本周任务，他的习惯是把下周需要做的工作逐一清晰地写在一个纸条上。”

在戴先生的领导下，1958年秋，张焕乔和同事们自力更生，把原中央研究院遗留下来的闲置多年的一台X光衍射仪改建成一台高分辨率的中子晶体谱仪。后来，正是在这台中子晶体谱仪上发现了压电振荡石英单晶中子衍射增强现象。这一成果获得1982年国家自然科学奖三等奖。

1960年秋，张焕乔调到裂变物理组，在何泽慧先生领导下开展工作。谈起何先生对他的引导和影响，张焕乔如数家珍。“何先生总是鼓励我们年轻人要勇于进取和创新，不要迷信外国人，走自己的路，要在现实条件不足的情况下想办法做出高水平的工作。”

1958年，张焕乔去苏联实习，当时国内的大跃进正进行得热火朝天，所以去了不到3个月，他就写了一封信给何先生和党支部，提出要回国，理由是库尔恰托夫原子能研究所也刚转型，大家都是自学，在国内一样可以自学。很快，何先生回了一封短信，信中说，“对你们年轻人来说，关键是要学习人家的科学方法和先进经验，这是你们所缺少的。”这句话无疑给张焕乔当头泼了一盆凉水，“是先生的忠告使我冷静下来，不仅安心努力工作，也有意识地学习对方研究工作中的思路、方法和特长。”张焕乔说。

一生中最满意的工作

1982年1月，张焕乔应邀访问意大利里亚洛国家实验室，参加XTU-16串列加速器上的重离子熔合反应实验工作，合作建成静电偏转分离器，负责完成了前期检验实验。

1983年，张焕乔注意到当时普遍采用单纯测量垒下熔合截面激发函数来检验熔合模型理论具有相当的不确定性，于是想到通过测量自旋分布及其矩可以更严格地判断垒下熔合模型的真实性。为此，提出用测量裂变碎片角分布作探针，抽取复合核的均方自旋值，可以达到上述目的。这不仅开拓了垒下熔合研究的新内容，而且使研究从熔合蒸发进到熔合裂变系统。

1984年2月回国后，张焕乔提出了开展垒下重离子熔合裂变角分布的研究课题。1987年原子能院建成HI-13串列加速器正式开始供束，张焕乔和他的合作者经过8年的时间，系统研究了近垒和垒下重离子熔合裂变反应，首先采用裂变碎片折叠角分布技术，实现了将全熔合裂变与转移跟随裂变事件分开。在这项研究中，确证碎片角分布各向异性在深的垒下能区普遍异常，发现碎片各向异性随质心能量变化出现一个异常峰，并参加提出了一个新的预平衡裂变模型，解释了这个异常现象。这一工作受到国际同行的高度重视和广泛引用。

张焕乔常常对组里的年轻人说的一句话是：“国内核物理实验的条件虽然比国外差，但中国人的智力并不笨，要凭借智力来弥补现实条件的不足，在国内也能做出好的工作。”

活跃在科研一线的院士

尽管年纪大了，身体也并不是太好，张焕乔依然活跃在科研第一线，组里的同志看着他这么大年纪还和大家一起一丝不苟地做实验，都有些于心不忍，可张焕乔却说：“这是我所熟悉的，我愿意去做。”

就在前不久的一次实验中，张焕乔由于开会去了兰州，深夜12点多还打电话来询问实验的进展情况，得知有一些问题。令大家感到意外和感动的是，凌晨3点多，又一次响起了电话铃声，电话那端传来的是张焕乔一贯的声音：“我想了半天，可能是由于……”可想而知，远在兰州的他，心里牵挂的还是正在进行的实验。而且，这位年过七旬的老人第二天还要参加会议。

即使学生们坚持不让老师值夜班，每次实验，张焕乔却总是早上6点多就来到实验室。在学生们最难熬、最困乏的时候，张老师神采奕奕地出现在实验室，对他们来说，无疑是一种莫大的鼓舞和振奋。有时不能亲自到实验现场，张焕乔总是深感愧疚地对组里的人说：“对不起，我不能帮你们的忙……”

如今，已过完71岁生日的张焕乔，依旧每天骑着他那辆自行车，风雨无阻，早出晚归，穿行于工作区和生活区之间。正如他自己所说的：“科学探索是永无止境的，从事科学研究的工作者不得有半点侥幸和松懈心理，只有全神贯注、锲而不舍地追求下去，才能做出真正的贡献，并从中享受到最大的乐趣。”