一、概述:

中國科學院上海應用物理研究所籌建于1958年,成立于1959年,時稱“中國科學院上海理化研究所”;20036月經中國科學院批準由“中國科學院上海原子核研究所”重組更名為現名。擁有兩大園區,分別坐落于上海市科技衛星城嘉定區(地址:嘉羅公路2019號)和上海市張江高科技園區(地址:張衡路239號),占地面積共750畝。上海應用物理所是專業從事民用非動力核技術科學研究的國立研究所,主要開展加速器科學與技術、先進光子科學、核物理與民用非動力核技術、前沿交叉學科等4個學科領域的研究工作,同時積極推進科研成果的產業化。

建所以來,成功研制出我國第一臺自行設計建造的1.2回旋加速器,后改建為30MeVP)等時性回旋加速器并在其上完成新核素Pt-202的合成與鑒別,實現了我國在新核素合成領域零的突破;研制成功世界上第一臺超靈敏小型回旋加速器質譜儀;研制生產出我國第一個載入國家藥典的放射性藥物。作為我國第一個核電站(“七二八”工程)的主要會戰單位,1973年在上海應用物理所(時稱“上海原子核研究所”)籌建了我國自己的核電隊伍和研究基地;2004年起承擔建國以來最大的科學工程——上海光源國家重大科學工程,在張江園區建設一臺高性能的中能第三代同步輻射光源(計劃于2009年初完工)。建所以來獲各類科技獎項192項(含合作項目),其中國家科技進步獎8項(其中3項為合作項目)、國家自然科學獎4項(其中2項為合作項目),其中“重離子核反應的集體效應、奇異核產生及其性質研究”、“重質量豐中子新核素的合成鑒別和研究”獲國家自然科學二等獎。

上海應用物理所建有“中國科學院核分析技術重點實驗室”、“上海市低溫超導高頻腔技術重點實驗室”;設有粒子物理與原子核物理、核技術及應用、無機化學博士、碩士學位培養點,以及光學工程、電磁場與微波技術、信號與信息處理碩士學位培養點;設有物理學、核科學與技術及應用博士后流動站。截止2007年底,共有在職職工706人、在學研究生333人、在站博士后14人。主辦《核技術》、《核科學與技術》(英文版)、《輻射研究和輻射工藝學報》等學術刊物;上海市原子核學會、中國核學會輻射研究與輻射工藝分會掛靠上海應用物理所。

 

二、機構沿革和所黨政領導變更:

(一)上海應用物理所歷史沿革情況

1956年國家制定的十二年科技發展規劃中,將發展原子能技術作為國家重點項目,按照我國核科技事業戰略布局,19581027,中共上海市委決定,在中國科學院上海分院之下,新建原子核研究所(以下簡稱“核所”),由復旦大學主辦。

19598月,中共上海市委正式批準籌建中國科學院上海原子能研究所,對外名稱為“中國科學院上海理化研究所”,屬中國科學院上海分院領導,并成立籌建委員會,具體負責籌建的各項工作,定址為上海市嘉定縣東門外新木橋。19599月,經國家計委、國家科委和第二機械工業部共同研究批準,同意建立上海理化研究所。196010月,經國家計委、國家建委批準,同意上海理化研究所列入國家限額以上施工單位。19615月,中國科學院上海分院決定成立中國科學院上海理化研究所(以下簡稱“核所”),原理化所籌建委員會同時撤銷。

19632月,經中國科學院和第二機械工業部共同研究,報請國家科委批準,將上海理化所劃歸第二機械工業部,由中科院和二機部雙重領導,以二機部為主。所名定為華東230所,對外名稱為“中國科學院原子核研究所”(以下簡稱“核所”)

19734月,上海市為了建設30萬千瓦壓水堆核電站(七二八工程),需要一個研究、設計、試驗基地,經上海市和二機部研究,報請國務院批準,將原子核所劃歸上海市領導,同時將上海市物理研究所和原子核所合并,定名為“上海原子核研究所”(以下簡稱“核所”)。明確由上海原子核所作為七二八工程的主要會戰單位。

19781月,經上海市和中國科學院研究,報請國務院批準,將上海原子核研究所劃歸中國科學院,實行中科院和上海市雙重領導,以中國科學院為主,所名定為“中國科學院上海原子核研究所”(以下簡稱“核所”)。

以籌建上海光源為契機,研究所學科方向作出重大調整,從傳統的核技術科學研究為主,轉向以第三代同步光源、新型自由電子激光和先進離子束裝置的研制及其相關的學科研究為主要學科方向,因此,20036月,經中國科學院批準,更名為“中國科學院上海應用物理研究所”(以下簡稱“應用物理所”)。

1:所名及隸屬關系的歷史沿革年表

時間

所名

隸屬關系

195810

原子核研究所(籌)

復旦大學主辦

19598

中國科學院上海理化研究所

中科院

19632

中國科學院原子核研究所

中科院、二機部

19734

上海原子核研究所

上海市

19781

中國科學院上海原子核研究所

中科院和上海市

20036

中國科學院上海應用物理研究所

中科院和上海市

(二)所黨政領導班子變更情況

2:歷屆黨委領導

屆數

職務

姓名

任職時間

備注

 

黨支部書記
支部副書記

 
善述

1959.8
1959.8

籌備處黨支部

黨總支書記

 

1960.8

 

第一屆

黨委書記
黨委副書記

 
其元

1961.1
1961.1

 

第二屆

黨委書記
黨委副書記

 
其元

1963.10
1963.10

 

黨委書記
黨委副書記

陳子云
宋冰生

1970.11
1970.11

文革期間

黨委書記
黨委副書記
黨委副書記
黨委副書記
黨委副書記
黨委副書記

韓志青
萬鈞
潘明興
郝洪貴
鐘金根
石雙惠

1973.7
1973.7
1973.7
1973.7
1975.5
1973.7
1975.5

第三屆

黨委書記
黨委副書記
黨委副書記

韓志青
金厚初
姜永昌

1978.6
1978.6
1978.6

 

第四屆

黨委書記
黨委副書記
黨委副書記

程國藩
 
 

1981.4
1981.4
1981.4

 

第五屆

黨委書記
黨委副書記

 
晏秀英

1984.6
1984.6

 

第六屆

黨委書記
黨委副書記

巴延年
晏秀英

1986.12
1986.12

 

第七屆

黨委書記
黨委副書記
黨委副書記

晏秀英
韓子鍵
朱志遠

1993.11996.11
1993.1
1995.5
1995.5
1996.11

 

黨委書記
黨委副書記

沈文慶
陸曉峰

1996.11
1996.11

第八屆

黨委書記
黨委副書記

沈文慶
陸曉峰

1997.10
1997.10

 

第九屆

黨委書記

陸曉峰

2002.1

未設副書記

第十屆

黨委書記

陸曉峰

2006.32008.9

未設副書記

黨委副書記

李燕

2008.9

副書記主持工作

3:歷任所長、副所長

任數

職務

姓名

任職時間

備注

第一任

所長
副所長
副所長
副所長

蘇平
盧鶴紱
吳征鎧
鄭昌時

1960.11
1959.6
1956.6
1960.9
1964.1

 

第二任

所長
副所長
副所長
副所長

(空缺)
金厚初
 
石雙惠


1978.6
1978.6
1978.6

 

第三任

所長
副所長
副所長
副所長
副所長
副所長
副所長

(空缺)
金厚初
 
石雙惠
張家驊
黃天生
程曉伍


1978.6
1978.6
1978.6
1980.8
1980.8
1980.8

 

第四任

所長
副所長
副所長

張家驊
 
 

1981.9
1981.4
1981.4

 

第五任

所長
副所長
副所長
副所長
副所長

程曉伍
劉文學
陳福根
羅永泰
姚志銓

1984.5
1984.6
1984.6
1984.6
1985.9

 

第六任

所長
副所長
副所長
副所長
副所長

楊福家
沙振元
姚志銓
蔣魯冰
梁代驊

1987.8
1987.8
1987.8-1992.7
1989.3
1989.3-1992.7

 

第七任

所長
副所長
副所長
副所長
常務副所長
副所長
常務副所長
副所長

楊福家
沙振元
蔣魯冰
曹珊珊
石雙惠
諸順林
徐洪杰
石雙惠

1992.7
1992.7-1995.7
1992.7-1993.7
1992.7
1993.7-1995.5
1993.7-1996.11
1995.5
1995.5-1995.10

 

第八任

所長
常務副所長
副所長
副所長
副所長
副所長

楊福家
徐洪杰
沈文慶
()
曹珊珊
朱志遠
侯仁錩

1996.11
1996.11
1996.11
1996.11
1996.11
1996.11

 

第九任

所長
副所長
副所長
副所長
副所長
副所長

徐洪杰
朱志遠

陸曉峰()
趙振堂
沈文慶
查連芳

2001.5
2001.5
2001.5
2001.5
2001.5-2001.8
2002.3

 

第十任

所長
副所長
副所長
副所長
副所長

徐洪杰
趙振堂

陸曉峰(兼)
李燕
胡鈞

2005.6
2005.6
2005.6-2008.9
2005.6
2006.6

 

(三)建所初期的主要管理者和科學家

蘇平19212001),男,安徽桐城人,1939年參加革命,同年9月入黨。解放后,先后擔任上海市公安局機關政保處長、文教保衛處長、政治部副主任(局黨委委員)。19596月調任上海技術物理所所長,8月調任籌建中的核所黨支部書記,全面負責籌建工作。當時面臨著隊伍的組建、規劃的制訂、選址勘探、征地辦證、基建設計、土建施工,以及組織機構的設置、研究方向的確立、各類人員的培訓、科研設施的研制與加工等一系列問題,在蘇平的帶領下,各項工作在很短的時間里相繼全面展開。1960年底,蘇平被正式任命為所黨委書記、所長,隨即提出“8年看3年、3年看頭年(根據國家計委立項要求,建所規劃分三期實施,第一期工程定為8年),推動籌建工作全面進入快節奏狀態。至1964年底,101102103104105等實驗樓,以及行政辦公樓、實驗工廠、水電煤氣供暖等輔助系統的廠房,相繼全部建成(建筑面積為42684平方米);我國第一臺自行設計研制的1.2回旋加速器順利出束、14000鐳當量鈷源安裝就緒,正式投入運行;實驗室建設不斷完善,科研工作全面展開——基本建成了一個以低能核物理、放射性同位素和射線應用、探測技術與探測儀器、原子能化學研究為主要領域的綜合性研究所。

盧鶴紱19141997),男,遼寧沈陽人,教授、中國科學院院士。1936 年畢業于燕京大學物理系,1941 年獲美國明尼蘇達大學哲學博士學位后回國,先后在中山大學、廣西大學、浙江大學、復旦大學等高等院校任教。1957年回到復旦大學,被任命為原子核物理教研室主任,參與了原子能系的籌建。19596月被任命為核所副所長,參加核所的籌建工作。作為建所初期主管科技工作的副所長,盧鶴紱提出要加強科研骨干隊伍的建設,相繼從國內外動員說服了一批科研骨干力量來到核所工作,并從復旦大學引進了一批骨干教師。根據國家科技發展要求,在多方研究論證的基礎上,他牽頭確定了核所的學科方向:以低能核物理和放射性同位素及射線應用研究為主,并相應地開展原子能化學、加速器、核探測器和核儀器的研究。

金厚初19192004),男,安徽青陽人,19387月參加革命,同年加入中國共產黨。1960年底調入科技系統,參加核所籌建工作,先后任核所計劃處處長、黨委副書記、副所長。作為核所第一任計劃處處長,他在建所之初大規模基本建設開始的同時,就著手落實科技隊伍的組建與培養、研究與技術系統的機構設置、方向任務與研究課題的選擇、研究設施的研制與加工等工作。聯系安排部分科技人員到復旦大學、交通大學、華東化工學院、北京401所(現中國原子能科學研究院)等相關實驗室學習和工作;組織舉辦調研報告、開題報告會,逐步建立了研究項目的調研、開題、立項、檢查、鑒定、結題的管理程序,使所的科研生產、科技管理很快進入有序運行。1974七二八工程進入研制攻關時期,擔任核電站燃料元件組件試驗件項目攻關組組長,經過一年多的艱苦努力,終于取得成功,該項目獲1977年上海市科學大會重大科技成果獎、1978年全國科學大會科技成果獎。

黃天生19211990),男,上海松江人,中共黨員,電信專家和加速器專家,正研級高級工程師。1938年至1942年就讀上海交通大學電機工程系。1945年以電信工程師身份赴美國康乃爾大學和加拿大貝爾電話公司學習進修;1946年底回國后,在前交通部電信總局主管全國長途電話設備。解放后,擔任上海電話公司、上海市市內電話局副總工程師兼計劃室主任。19597月,調任核所總工程師兼加速器研究室主任,領導完成我國第一臺自主研制的1.2回旋加速器,為所的學科建設和發展奠定了基礎,同時培養出了一支加速器科技隊伍。1980年任副所長,主管全所工程技術工作。

三、學科方向調整和演變

(一)創建時期(19581981年)

建所伊始,根據國家科學技術發展要求,上海市確定的核所方向任務是:以放射化學研究為主,并開展低能核物理和同位素應用研究,同時建立一個為上海市服務的輻射中心和放射性同位素貯存、加工、分裝中心。1961年初,為貫徹中央關于調整、鞏固、充實、提高的八字方針,上海市委和市政府組織華東地區以及北京、上海的專家對核所建所的方向、任務、規模和進度計劃等進行了研究和調整,確定了方向任務:以低能核物理和放射性同位素及射線應用研究為主,并相應地開展原子能化學、加速器、核探測器和核儀器的研究。

19647月,主要科研設備——國產第一臺1.2回旋加速器調試成功,達到設計指標,并于同年9月通過國家驗收。在此前后,1.5MeV電子靜電加速器、輻射用鈷源裝置、放化大樓、物理大樓以及其他配套工程相繼建成,按1961年確定的方向,核所科研工作得以全面開展。到1965年,已經形成了一支395人的科技隊伍,建立了研究和技術系統。研究系統設置了低能核物理、放射性同位素和射線應用、探測技術和探測儀器、原子能化學等四個研究室;技術系統設置了以加速器研究、運行為主的101室和以輻射監測、防護研究、管理為主的103室,以及實驗工廠和動力科。

1973年,隨著上海市七二八工程建設的需要,核所的方向任務進行了重大調整:以完成30萬千瓦核電站工程的研究、設計和試驗為主,并積極承擔低能核物理、輻射化學、核電子學和放射性同位素四個方面的研究。同時,上海市物理所與核所正式合并,參加七二八工程的物理所和國內有關單位的人員350多人搬至地處嘉定的核所工作。全所除保留低能核物理室(一室)、放射性同位素和射線應用室(二室)、核電子儀器和探測技術室(三室)之外,將原子能化學室改組成反應堆化工與放射化學研究室(四室),增設反應堆結構與材料(五室)、系統及動力裝置(六室)、反應堆物理(七室)、反應堆控制與儀表(八室)、技術安全(九室)等五個研究設計室,以及反應堆主廠房設計室(十室)。19747月,經上海市委批準,將核所承擔七二八工程設計的五室至十室六個專業室和所工程組共317人,成建制地遷至市區,組建成上海市七二八工程設計隊,單獨開展設計工作。同時,核所將五室至八室各留下一個專業組共100余人,合并組成核所反應堆試驗研究室(十三室),從事七二八工程反應堆物理、水力、材料腐蝕、控制棒對中等試驗研究。1975年下半年起,七二八工程零功率反應堆等試驗臺架在核所建成,陸續投入試驗研究。因七二八工程設計而受到沖擊的核物理、放射化學和輻射化學、同位素和射線應用、核探測器和核電子學等方面的研究也逐步得到恢復和發展。

19781月,核所重新劃歸中國科學院后,所的科研方向逐步確定為:以核科學技術及其應用和發展研究為主,并積極開展核物理的實驗和理論研究。這個方向得到了19829月由中科院數理學部組織的學部委員和國內有關研究院所、高等院校20多位知名專家組成的學術評議組的肯定。

(二)調整時期(19821997年)

針對長期以來核所科研課題存在的多而小、小而散,互相牽制、力量分散等狀況,從1982年下半年起,核所連續幾年對科研課題進行清理,通過廣泛調研和深入論證,遴選、突出重點項目,予以擇優支持,并積極爭取承擔國家和中科院重大項目或其子項目。與此同時,在中科院和上海市的支持下,利用有限的科研經費,努力改善科研裝備,加強實驗室建設,為科研工作的開展提供了積極的支持。1983年起,核所開展了成果推廣和技術開發活動,將多年積累的有應用前景的科技成果逐步開發成科技產品,直接為社會經濟建設服務。19849月,成立了核所第一個也是中科院較早的技術開發企業——中國科學院上海核技術開發公司。

1992年,按照中科院一院兩種運行機制的方針,核所進一步明確了發展方向,即:以核技術應用為主,加快步伐投入國民經濟主戰場,同時保持一支精干的科研隊伍,開展具有國際先進水平的基礎研究,并爭取有所突破。具體發展模式概括為“3×31”,即科技開發要走內外聯合、集約經營的道路,逐步形成輻射技術和輻射加工、核電子儀器儀表和放射性藥物等三個有一定實力和影響的高技術產業集團;科研工作要辦好基礎物理聯合實驗室、輻射化學開放實驗室和核分析技術開放實驗室等三個重點實驗室;并著重抓好放射性藥物研制、計算機斷層掃描技術的工業應用和自由電子激光用戶裝置等三個大項目;全所要朝著應用研究和技術開發為主的方向前進。

為推動國家和本地區科學技術和經濟的發展,建設開放性的、面向多學科基礎研究和新技術產業開發的核技術大科學用戶裝置,是一個國立核科學技術綜合性研究所責無旁貸的任務。1994年開始,核所開始了爭取第三代同步輻射光源大科學工程項目的征程。1994年初,核所向中國科學院和上海市人民政府提交了《關于在上海地區建設第三代同步輻射光源的建議報告》。19952月,楊福家所長聯合謝希德、王志勤等向上海市政協提交了《在上海建造第三代同步輻射光源》的提案,立即得到上海市的支持,并原則同意上海市負責三分之一的投資。19953月,中國科學院院長路甬祥與上海市市長徐匡迪達成了中國科學院和上海市人民政府聯合向國家提出在上海建設一臺性能一流、規模中等的第三代同步輻射光源的共識。19956月,上海同步輻射裝置可行性研究工作正式起動,核所抽調了30多名加速器技術和實驗核物理骨干人員,在可行性研究工作組的領導下,與中科院高能物理所參加該項工作的同志一起,經過一年多的努力工作,圓滿完成可行性研究項目。19964月,中科院和上海市共同向國家計委報送了關于申報上海同步輻射裝置(SSRF)工程項目的意向性建議書的請示199610月又向國家計委報送了關于開展上海同步輻射裝置預制研究的請示19976月,國家科技領導小組批準了上海同步輻射裝置(SSRF)的預制研究。上海同步輻射裝置(SSRF)建設是核所難得的發展機遇,對所的發展方向具有重大影響。在爭取SSRF項目的過程中,所的學科方向也醞釀著相應的凝練與調整。

(三)知識創新工程時期(1998—2005年)

以爭取上海同步輻射裝置大科學工程項目為契機,落實中科院進行結構性調整、實施知識創新工程的要求,核所凝練學科方向與發展目標,于199810提出了《上海原子核研究所定位試點方案》,其戰略定位和發展目標是將核所建設成國內一流、國際先進的兼顧基礎性研究和應用開發的科學研究基地;總體模式是以基礎研究和應用基礎研究為主,以中試型開發研究和高新技術產業為輔;主要學科方向是:同步輻射光源、束線技術及相關應用研究,極端條件下的核物理和同步輻射核物理,核技術及交叉學科,同位素和輻射化學。經中科院基礎局組織的定位試點評審,19991月,核所被中國科學院認定為第二批科研基地型研究所試點單位之一(基礎研究基地型研究所)。

19983月,國家計委正式批準SSRF預制研究,總經費8000萬元,其中國家投入2000萬元,上海市投入6000萬元;1999114,上海同步輻射裝置(SSRF)預制研究工作全面啟動;20007月,國家科教領導小組要求繼續開展研究,SSRF工程立項工作遭受挫折,轉入由中科院支持的預制研究二期階段。20015月核所向中科院提交了《上海原子核所知識創新工作方案》并獲得批準,成為中國科學院知識創新工程試點單位。核所試點工作總目標:用10年左右時間,將核所建設成國際先進、有中國特色的民用非動力核技術研究基地,使之成為全國乃至世界的諸多學科前沿和高技術研究的中心以及高級人才的培養基地;并經若干年的努力,到2015年前后,把核所建設成為國際一流的核技術科學研究機構。為適應這一目標,核所學科方向調整為三個學科領域、七個研究方向:

1.先進光源和束線、先進離子束的科學與研究技術

1)先進光源和束線的科學與技術研究

2)先進離子束的科學與技術研究;

2.核物理及交叉、邊緣學科研究

1)核物理實驗和理論研究

2)基于核技術與納米技術的交叉、邊緣學科研究;

3.核技術科學的應用研究

1)放射性藥物研究

2)輻射改性新材料研究

3)應用加速器的研制及先進探測技術研究。

2003 年,經中國科學院批準,核所更名為中國科學院上海應用物理研究所。這標志著所學科方向的重大調整,即從傳統的核技術科學研究為主,轉向以第三代同步光源、新型自由電子激光和先進離子束裝置的研制及其相關的學科研究為主要學科方向。以此為契機,應用物理所提出了面向世界科學前沿開展科學平臺的建設和運行及相關應用研究,面向國家社會經濟需求開展核技術應用研究及其產業化的發展戰略,進一步明確所的定位和學科發展方向。

2003年,中科院重新啟動上海光源(SSRF,原名上海同步輻射裝置)工程的立項工作。在中科院和上海市的領導下,應用物理所以舉所體制,領導分工把關,各研究室和職能部門密切協同,全力推動上海光源的立項工作。2004 1月國務院批準項目建議書,上海光源國家重大科學工程正式立項;2004 11月國家發展改革委批準工程可行性研究報告;200412月國家發展改革委批準工程初步設計與概算報告,中科院批準工程開工報告;20041225,上海光源(SSRF)國家重大科學工程開工典禮在浦東張江隆重舉行,上海光源工程正式破土動工。

借助上海光源正式立項開工建設的大好機遇,2004年,應用物理所進一步提出了以兩個園區的有機整合為核心的新階段及未來十五年發展框架,由此基本確定了創新三期方案的框架,啟動新一輪學科目標的凝煉和科研結構的調整。2005年,應用物理所制訂了《中長期發展戰略規劃(2011年-2020年)》和《知識創新工程三期工作方案》,確定所的發展目標為:計劃用15年左右時間,將上海應用物理研究所建設成以應用為特色、國際先進、有中國特點的基于核技術(加速器)科學的多學科綜合性科學研究基地;創新三期學科方向調整為四個:先進光源和束線的科學與技術研究,基于N&NBIU(核技術與納米、生物、信息和成像、超快技術)匯聚技術的交叉科學研究,核物理實驗和理論研究,核技術科學的應用研究

 

四、建所以來主要科研成果

(一)概況

建所以來獲國家級或院(部)級獎的成果140多項,其中:國家科技進步一等獎1項(合作參加),國家科技進步二等獎3項、國家科技進步三等獎4項(其中2項合作參加);國家自然科學二等獎2項(其中1項合作參加),國家自然科學三等獎2項;中科院重大科技成果一等獎2項,自然科學一等獎2項,科技進步特等獎一項(合作參加),科技進步獎一等獎4項(其中1項合作)。

1985年以來,共申請專利169個,其中發明專利132個、實用新型專利37個;獲得授權的專利共81個,其中發明專利44個、實用新型專利37個;共轉化4個專利,其中發明專利2個、實用新型專利2個,轉讓經費共150萬元,預計產業規模共約1000萬元以上。

參與制訂國家標準2個、行業標準2個。

(二)重大項目和科技成果簡介

1.承擔七二八工程(秦山30萬千瓦核電站)方案的設計、反應堆試驗研究和關鍵部件研制

根據周恩來總理上海要搞核電站的指示,197028核所分管業務的黨委委員吳桂剛同志參加了由上海市革委會科技組召開的專題會議,在這個會議上把建設核電站任務定名為七二八工程19701215197199,周恩來總理先后兩次在北京聽取了上海七二八工程匯報,吳桂剛同志參加匯報小組并作工作匯報。1971913,建于核所的熔鹽堆零功率物理實驗裝置首次達到臨界狀態。

為了建設七二八工程(30萬千瓦壓水堆核電站),197212月,上海市革委會科技組提出需要建立一個有一定規模的研究、設計、試驗基地。19734月,經上海市和二機部研究并報國務院批準,將核所由二機部劃歸上海市領導,所的方向任務也轉向以完成30萬千瓦核電站工程的研究、設計、試驗為主。同時,核所和上海市物理研究所合并,物理所和國內有關單位參加七二八工程會戰的人員共350多人全部從市區搬至核所工作。1973年,核所完成了七二八工程方案設計,以及壓水堆零功率物理、反應堆水力學、反應堆結構材料動水腐蝕、反應堆控制棒對中等四個主要試驗臺架的設計。

1974331,周恩來總理主持中央專委會會議,第三次聽取關于七二八工程的情況匯報,審查并原則批準了30萬千瓦壓水堆核電站方案。413,國家計委根據中央專委會決定,將七二八工程正式列入國家計劃,由上海市負責建設,二機部歸口。為了使七二八工程核島及主要設備設計隊伍與設備研制單位和常規島設計單位便于聯系,上海市決定另行成立七二八工程設計隊,單獨開展設計工作。核所作為該項工作的主要會戰單位,于19747月派出承擔七二八工程設計的六個專業室和所工程組317人,成建制地轉入七二八工程設計隊,同時所內繼續承擔七二八工程零功率反應堆、水力臺架、控制棒對中臺架、動水腐蝕臺架的設計、試驗任務。

19741986年,核所相繼完成了反應堆零功率物理試驗、反應堆及燃料組件水力特性試驗、反應堆結構材料腐蝕試驗、反應堆控制棒冷態對中試驗、核燃料組件試驗件及其定位格架研制、一回路水質控制研究、核電站核測儀器和核安全控制儀器研制等130項試驗、研究、攻關任務,占七二八工程核島部份試驗攻關任務的60%多。19901126,秦山核電站首次物理啟動模擬試驗在核所獲得成功,試驗秩序、方法完全符合國際壓水堆核電站物理啟動規范,為核電站的正式啟動奠定了良好的基礎。19911215,我國第一座自行設計、建造的核電站正式并網發電。

核所完成的上述七二八工程試驗研究、攻關任務,曾多次獲全國科學大會、上海市、中國科學院和國防科委重大科技成果獎等獎項。

2.研制1.2固定能量回旋加速器并改造為30MeVP)等時性可變能量回旋加速器工程

核所1.2m回旋加速器是我國自己設計制造與安裝調試的第一臺回旋加速器。該加速器于1959年動工興建,1962年開始安裝,1963年進行調試,19649月通過國家級鑒定,并于當年11月投入運行。

由于1.2m回旋加速器是一臺經典回旋加速器,限制了質子能量的提高和能量可變,為了進一步改進其性能,擴展研究應用范圍, 1978年確定把該加速器改造為30MeV扇形聚焦可變能量回旋加速器19801981年列入中科院重點科研項目,1983年底按計劃改造完成,并于19843月通過鑒定驗收。改造后,質子能量從原來單一的6.8MeV提高到1030MeV范圍內連續可調,每改變一個能量點的時間在13小時內,成為當時國內能把質子加速到最高能量的加速器,束流性能達到了國際上同類型加速器的較好水平,在回旋加速器的主要工藝與技術上進入了國際先進行列。1985年獲國家科學技術進步二等獎。

改造后,利用該加速器取得一批重要研究成果,如在核物理基礎研究方面,用25MeV質子束轟擊鈹靶作中子源,通過204Hg(n,2pn)202Pt204Hg(n,3He)202Pt反應,首次合成我國第一個發現的新核素202Pt;又如在放射性同位素研制方面,在國內首次用28.3MeV質子束研制成功201Tl等。

3新核素Pt-202的合成與鑒別

利用核所30MeV扇形聚焦可變能量回旋加速器和一臺專用于放射性本底測量的高純鍺探測器的實驗設備,通過25MeV的質子轟擊鈹靶產生平均能量為21MeV的中子,與204Hg作用,經過核反應合成新核素202Pt。核所于1991年底在實驗上合成的新核素202Pt,是中國科技人員發現的第一個新核素,使我國在這個前沿領域中作出了自己的貢獻,論文刊登在1992Z.Phys.雜志上該核素已被兩家著名的核素圖出版社收集到最新版本的核素圖中。與185Hf等新核素(中科院近代物理所)共同被評為1992年度全國十大科技成果之一,并獲1994年度中國科學院自然科學一等獎、第四屆吳有訓物理獎、1999年度獲國家自然科學二等獎。

4.超靈敏小型回旋加速器質譜計

加速器質譜計(AMS)是指分析靈敏度極限達到10-18-10-21mol的超靈敏質譜計,其探測的豐度靈敏度在10-12-10-15范圍。世界上的加速器質譜計裝置有40—50臺,幾乎全部采用串列式加速器。

核所從1985年底開始研制超靈敏小型回旋加速器質譜計。在中國科學院、國家基金委等資助下,經歷了可行性研究、新穎回旋加速器研制、新穎加速器質譜計研制、加速器質譜學研究四個階段,提出了一系列創新的設計思想和獨特的技術路線,逐個解決了關鍵技術難題,達到了預定的技術指標,成功地建成了世界上第一臺超靈敏小型回旋加速器質譜計(SMCAMS),這也是國際首臺負重子回旋加速器。

SMCAMS在總體上和關鍵技術均為國際首創。其設計思想新穎、技術路線獨特,是一項技術難度很大,創新含量很高的發明成果。所采用的高次倍頻三角波形加速電壓,設計的新穎加速結構和磁體結構,實現的不同粒子的快速交替加速和建立的精確測定14C的加速器質譜學方法均為我國在回旋加速器和加速器質譜計領域的技術、理論和方法上的成功嘗試,使我國的回旋加速器質譜計研究水平居國際領先地位。SMCAMS具有測量精度高、結構簡潔、造價低、無污染等優點,已成功地測量了一批包括馬王堆在內的考古樣品和古代地質樣品,其1%的測量精度和25個/秒的14C計數率表明SMCAMS已達到國際串列加速器質譜計日常測量的較好水平。2000年獲中科院科技進步一等獎。

5DNADNA-蛋白質復合物結構的掃描探針顯微學研究

核所從1988年開始,經過二年努力,成功研制我國第一臺國產數字化的新一代掃描隧道顯微鏡(STM),對高序石墨(HOPG)的STM測定表明橫向空間分辨率為1A(0),達到國際先進水平。應用于DNA結構的研究中獲得了非常清晰的魚精子天然DNA圖像,在原始圖像中即可分辨DNA雙螺旋的大溝、小溝等結構細節,測量的結構參數穩定,且與公認的X衍射分析數據相當一致。該項成果獲得1990年上海市科技進步一等獎。

19921993年期間,利用該STM裝置,通過物理學最新方法與分子生物學研究的結合,首次在分子結構水平上證實了DNA新構型——平行雙鏈DNAP-DNA)的存在;首次獲得了DNA合成過程的分子圖像;首次揭示了真核基因調控過程中DNA形成環結構的現象。1994年度獲中科院自然科學獎一等獎。

6重離子核反應的集體效應、奇異核產生及其性質研究

重離子核反應的集體效應、奇異核產生及其性質的研究屬核物理學科內重離子核反應和核結構領域。研究的重點是中能核-核碰撞動力學與同位旋相關的物理,這也是目前世界上核物理研究的前沿和主要課題之一。主要包括中能區重離子核反應集體效應、動力學演變、奇異核反應的產生截面、奇異核的性質及其描述等方面,在實驗和理論上都作了深入、系統的研究。該項目通過廣泛的國際、國內合作,實驗和理論研究緊密配合,在以上幾個方面獲得了一批具有重要科學價值、具有國際先進水平的研究成果,發表了一批高水平的學術論文,得到了國內外同行的廣泛引用。主要成果:1)給出了世界上目前擬合低中能核反應總截面(從而導出奇異核半徑)的最佳公式。2)創立了用輸運理論(Boltzmann-Uehling-Ulenbeck方程)研究核反應總截面的新方法,從而首次提供了從核反應總截面中提取核態方程和介質中核子核子作用截面的可能。初步解決了國外通常使用Glauber模型從中能反應總截面提取核半徑時存在的問題。3)發展了新的通過方位角分布和方位角關聯一起來決定反應平面離散的新方法。4)發展了相對論平均場理論來研究豐中子核的暈中子效應,用加入對稱勢的主體歸一化來計算奇異核內核子分布的新方法。5)對輕反應系統通過集體流、轉動、擠出等集體效應及輕系統多重碎裂的研究,導出核態方程和介質中核子核子相互作用截面的有關結論。6)給出了產生當時世界上最重要的奇異核次級束的實驗截面并發表了可以用于擬合和預言奇異核次級束截面的計算模型。1997獲年度中國科學院自然科學獎二等獎,2001年度獲國家自然科學二等獎。

7放射性藥物和標記化合物的研制

核所長期從事放射性藥物、放射免疫試劑盒、同位素標記化合物的研究和開發工作,自上世紀六十年代初在國內首先利用加速器研制出67Ga123I201Tl111In等多種核素藥物以來,取得了多項重要研究成果:(11970年研制出第一個載入國家藥典的加速器藥物67Ga-枸櫞酸鎵注射液;(2研制成功了198Au35S137Cs51Cr203Hg等豐中子核素,198Au膠體金、203Hg-新醇和51Cr-鉻酸鈉注射液通過衛生部鑒定并被收入1978年版中國藥典;(3)研制出72As24Na197Hg42K54Mn56Co57Co68Ge111In67Ga7Be201Tl123I等缺中子放射性核素,心肌顯像藥物201Tl注射液、腫瘤顯像藥67GaCit注射液和123I NaI注射液列入衛生部部頒標準并獲得衛生部藥證;(4)在國內首次研制成功11C核素及11C標記的一氧化碳、二氧化碳、氰化鉀、氨基酸、羥酸、葡萄糖等標記化合物,用于肺、胰腺、腎、心肌、腦等正電子顯像;(5)研制成功近20014C3H35S32P等放射性核素的標記化合物,對于生物工程、醫學等生命科學的基礎研究起了極大的推動作用;(6)在國內首次研制成功游離三碘甲腺原氨酸FT3和游離甲狀腺素FT4放射免疫藥盒,被列為國家級重點推廣項目;(7)在國內首次研制成功188W/188Re發生器,裝載量達到37GBq,長期穩定性好,指標達到國際先進水平,為推廣應用188Re放射性治療藥物打下了堅實的基礎。以上研究成果獲得國家科技進步二等獎一項,中科院科技進步獎一、二、三等獎多項。

8.巖性密度測井、自然伽瑪能譜測井方法和儀器

核所與江漢測井所于1983年開始聯合攻關,研究成功了巖性密度及自然伽瑪能譜測井方法并研制出儀器,打破了外國公司對我國的技術壟斷,填補了我國測井技術空白。項目于1987年通過鑒定,整個系統達到了20世紀80年代初國外同類儀器的技術水平,在國內處于領先地位。19858月至1988初,使用研制出的樣機總共測量了近40口井,所測資料得到江漢、江蘇、長慶等油田測井專家的一致好評,地質效果顯著,取得了良好的經濟效益和社會效益。巖性密度測井方法和儀器于1988年獲得中科院科技進步一等獎,自然伽瑪能譜測井方法和儀器于1988年獲得上海市科技進步一等獎。

9上海光源(SSRF)國家重大科學工程

上海同步輻射光源(簡稱上海光源;英文全名為Shanghai Synchrotron Radiation Facility,縮寫為SSRF)是第三代中能同步輻射光源,其設計性能位居國際前列,是由中國科學院與上海市人民政府共同向國家申請建造的國家重大科學工程,由應用物理所承建(項目法人單位)。上海光源是我國迄今為止最大的大科學裝置和大科學平臺,在科學界和工業界有著廣泛的應用價值。它具有建設60多條光束線的能力,可以同時向上百個實驗站提供從紅外光到硬X射線的各種同步輻射光,具有波長范圍寬、高強度、高亮度、高準直性、高偏振與準相干性、可準確計算、高穩定性等一系列比其他人工光源更優異的特性,可用以從事生命科學、材料科學、環境科學、信息科學、凝聚態物理、原子分子物理、團簇物理、化學、醫學、藥學、地質學等多學科的前沿基礎研究,以及微電子、醫藥、石油、化工、生物工程、醫療診斷和微加工等高技術的開發應用的實驗研究。

上海光源工程的建設內容包括一臺能量為150MeV的電子直線加速器,一臺周長為180米、能量為3.5GeV的增強器,一臺周長為432米、能量為3.5GeV的電子儲存環,首批建設的7條光束線和實驗站,公用設施以及主體建筑和輔助建筑。坐落在上海浦東張江高科技園區的張衡路239號,占地面積約20萬平方米(300畝)。經國家批準,上海光源工程于20041225日正式破土動工,建設周期52個月。建筑安裝工程和公用設施工程于2006年底完成;直線加速器于20076月完成調束并達到指標,增強器于2007105日成功實現3.5GeV升能并現已基本完成調束工作,儲存環調束于20071224日成功實現束流儲存并出光,并先后實現[email protected][email protected][email protected][email protected]試運行;光束線站全面進入設備加工與安裝階段,其中前端區已于200712月完成隧道內安裝,X射線小角散射線站、X射線衍射線站先后于2008512日、65日初步調試成功。

五、研究生教育和人才培養

(一)研究生教育

應用物理所研究生教育始于1964年,當年共招收物理專業研究生2人:復旦大學劉根寶、西安交通大學胡序勝,導師分別為程曉伍、張家驊。此后因“文革”停止招收研究生。文革后,1978年重新恢復招收研究生,首批招收人數為4人,均為物理專業的碩士研究生;隨著所學科發展和導師人數的增加,研究生培養規模逐步上升。從1981年起,適時申請增設學位授予點,至2008年己經擁有3個博士、7個碩士學位培養點,碩士培養點為粒子物理與原子核物理1981、無機化學1981、核技術及應用1993、光學工程2006、電磁場與微波技術2006、信號與信息處理2006、生物物理2008);博士培養點為粒子物理與原子核物理1981、無機化學1993、核技術及應用2000。歷年來培養碩士畢業生265人、博士畢業生230人;2008年在讀研究生345人,其中碩士生189人、博士生156人。2007起開始招收外國留學生,年內招收物理專業留學生3人。

(二)人才培養與隊伍建設

建所之初全所約有97名科技人員,到1976年前后人員規模達到1492人,其中科技人員869人。自2001年進行創新試點以來,按照中科院要求,研究所逐年精減事業編制人員,截止200712月底應用物理所共有職工706人,其中中國科學院院士1名、專業技術人員493名、研究員68名、博士學位119名、導師92名。歷年來有4人獲得國家級有突出貢獻中青年專家榮譽稱號,3 人入選百千萬人才國家級人選,14人獲中國科學院科學院百人計劃榮譽稱號,4人獲得國家杰出青年基金,90人獲得國家政府特殊津貼,另有數十人次獲得其他省、部級人才獎勵和榮譽稱號。

經國家人事部審批同意,分別于1989年設立物理學博士后科研流動站,2003年設立核科學技術博士后科研流動站。截止20087月底,研究所共招收博士后研究人員47名,其中2名為與企業博士后工作站聯合培養。歷年來,博士后研究人員在站期間共申請到國家、中科院和上海市各類博士后科研工作資助21項,4人次獲得中國科學院優秀博士后上海市優秀博士后稱號。

六、國際合作

應用物理所自上世紀60年代開始開展國際學術交流活動,改革開放以后國際學術交流穩步發展,經過40多年的發展,國際合作已經成為應用物理所學科建設和發展的重要組成部分,應用物理所圍繞上海光源等大科學裝置以及所優勢學科、交叉學科及相關高新技術領域,開展多層次全方位的國際合作。

從上世紀80年代初開始,應用物理所(核所)與意大利核物理研究院(INFN)在核物理和核技術等領域開展了近20年的緊密合作。自19967月與美國勞倫斯伯克利國家實驗室簽署首個國際合作協議以來,應用物理所(核所)已與國際上二十多家一流的科研機構、大學和先進光源裝置簽署了合作協議或合作備忘錄。(注:附圖8

所優勢和重點學科緊密跟蹤國際前沿,上世紀八、九十年代參加了十多項國際原子能機構(IAEA)協調研究項目(CRP),1997年加入中美高能物理合作計劃,2000年加入中日據點大學合作計劃,2001年加入RHIC-STAR國際合作組,2007年加入探索中微子質量起源的重要國際項目——CUORE

1986年首次舉辦國際原子能機構亞太地區輻射應用學術研討會以來,應用物理所(核所)成功舉辦了十幾次有較大影響的大中型或系列國際會議,如1994年舉辦的第四屆國際核子微探針學術會議和2006年舉辦的第十九屆極端相對論性核-核碰撞國際會議等。

七、園區建設和創新文化建設

(一)園區建設

上海應用物理所擁有兩大園區,分別坐落于上海市張江高科技園區和上海市科技衛星城嘉定區,占地面積共約730畝。張江園區是上海光源國家重大科學工程建設用地,占地面積約300畝,于2004年底劃歸我所并開始建設。嘉定園區是上海地區唯一的核科學綜合研究基地,始建于1958年,占地面積約430畝,除位于上海市普陀區曹楊路146780年代初期建設的占地面積7274M2的輻照基地外,在嘉定園區周邊分布了占地面積12192M2的集體宿舍、11818M2的新木橋倉庫及11663M2303宿舍;園區主體部分在嘉羅公路2019號,總占地面積245667M2,園區道路布置為方格網和中軸對稱格局,建筑物布局較為規正。

上世紀六十年代園區建設初期,在嘉定園區建成了以102綜合實驗樓為中心的南北兩大部分建筑,南側為辦公生活區,主要包括行政辦公樓、圖書館、青年宮(研究生宿舍)、食堂餐廳、工會俱樂部、鍋爐房浴室、車隊等建筑;北側為科研生產區,主要包括101回旋加速器樓、103放化實驗樓等各類實驗樓、實驗工廠車間、各類倉庫等建筑。

上世紀七十年代為配合728工程建設,在嘉定園區科研生產區新建了112零功率實驗樓、113實驗樓、114實驗樓;并在上世紀八十年代新建了115加速器樓,擴建了107鈷源輻照樓及103加速器樓等實驗樓。

在知識創新工程的支持下,2000年以來,嘉定園區經歷了一波建設和改造的高潮。辦公生活區新建了研究生及客座公寓、職工餐廳、學術活動中心、研究生宿舍等建筑;科研生產區的光源技術樓、109微波功率樓、102綜合實驗樓、113實驗樓、105實驗樓、電子學實驗樓及信息中心樓等進行了改造;徹底改造了園區的供水及雨、污水系統;配電系統和主要道路等基礎設施,并將供水及污水系統納入了市政管網;對園區綠化進行了整改,整改后,嘉定園區內林木茂密,綠化覆蓋率較高,綠樹成蔭,鳥語花香,生態環境質量較好。

(二)創新文化建設

1987年,時任核所所長的楊福家院士提出了奮發自強,求實創新,文明團結的核所精神,激勵和引導全所干部職工將追求自身價值、個人利益與所的價值利益以及國家利益統一起來,發奮圖強,銳意進取,為所的進一步發展從提高職工素質和精神層面上起到了積極的推進作用。

2001年進入中科院知識創新工程之后,核所制定了創新文化建設的工作總體目標:通過創新文化建設的不斷深入,營造出敢為天下先的創新氛圍、做出具有國際先進水平的科研成果,早日成為國際知名研究所。并根據所不同類型部門,提出了大科學工程倡導團隊協作的精神;基礎研究營造自由探索的學術氛圍,倡導嚴肅認真的學術批評;應用研究面向市場;科技企業建立競爭向上的發展理念等具體工作要求。

2003年,以所更名為上海應用物理研究所為抓手,應用物理所進行形象標識系統(VI)的設計和導入,于2004年完成了研究所形象標識和視覺識別系統的設計,一個全新的、以創新和開放為核心價值觀的形象標識系統已在全所廣泛應用。

2004年實施上海光源國家重大科學工程伊始,應用物理所提出一流的裝置需要一流的團隊,一流的團隊必須要有一流的文化,也只有一流的團隊才能建設好一流的裝置的要求,進一步倡導團隊協作精神,培育有利于大科學工程建設的文化氛圍,確保工程建設各階段的工作順利完成。在上海光源建設過程中,逐步培育出以上海光源精神為核心的研究所文化:可貴的奉獻精神——始終把國家利益放在第一位;嚴謹的科學態度——實事求是、精益求精;務實的創新精神——不畏艱難、挑戰一流;高效的矩陣管理——分工、分級、監督、協作;廣泛的國際合作——全方位、多層次、以我為主。

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