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著名物理化学家、核化学家吴征铠

时间:2023-11-08 名人故事 版权反馈
【摘要】:自当宏志献科学唯以丹心报祖国——著名物理化学家、核化学家吴征铠吴征铠,江苏宜兴人,著名的物理化学家、核化学家和化学教育家。1976年核武器研究院要求提供100居里锔-242,吴征铠亲自领导和参加了此项重要研制任务。吴征铠教育思想的另一特点是十分重视对学生的实验训练。物理化学是集中讲授化学原理的课程,但同样是一门实验科学。

自当宏志献科学 唯以丹心报祖国——著名物理化学家、核化学家吴征铠

吴征铠,江苏宜兴人,著名的物理化学家、核化学家和化学教育家。他是我国早期从事红外和拉曼光谱的研究者之一,对中国的分子光谱学和激光化学的成长与发展起了推动作用。20世纪60年代他转入原子能方面的工作,从事同位素铀分离技术的研究,为加速我国原子能科学技术的发展作出了贡献。

志存高远 视野恢宏

在20世纪30年代,采用红外和拉曼光谱技术研究分子光谱是一个新兴领域,吴征铠在英国剑桥大学物理化学研究所时就选择了这个研究方向。1938年,他发表了论文《四氯化碳振动光谱中的同位素效应》,对四氯化碳分子拉曼光谱的精细结构进行了细致的测定,并提出可以通过该分子中氯原子的同位素效应来解释,从而消除了当时人们对四氯化碳分子是否具有四面体构型的怀疑;同年,还发表了铀酰化合物红外和拉曼光谱的研究论文,提出铀酰离子(UO2+2)可以看作是具有等腰三角形结构的三原子分子。这一成果,是对铀酰离子振动光谱的先驱性研究,被以后不少专门著作引用。

吴征铠在剑桥大学留学期间,曾在液氮温度条件下测定了固态氯化氢分子的红外和拉曼光谱,通过比较液态和固态条件下该分子在光谱上的差异,对弄清在固态中分子是否发生量子化转动具有十分重要的作用。此外,他曾测定了磷化氢(PH3)、磷化氘(PD3)和砷化氢(AsH3)分子的红外光谱,对了解这些分子具有类氨(NH3)分子结构起了重要作用。

新中国建立以后,50年代中期吴征铠积极协助中国科学院有机化学研究所建立红外光谱实验室,并在复旦大学化学系购置了红外光谱仪,与青年教师一起开始着手进行红外和拉曼光谱研究,同时还为我国培养了一批年轻的分子光谱专家。1958年开始,吴征铠将工作重点转向筹建复旦大学原子能系。1960年以后,他被调到第二机械工业部专门从事铀同位素分离技术研究,不得不再次中断了他在复旦大学准备开展的分子光谱研究。

1980年以后,吴征铠年近70高龄,仍孜孜不倦地钻研将激光技术用于分子光谱的研究。他曾指导研究生采用可调谐染料激光器进行相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)研究,并获得可喜的成果;在国内率先建立了低温基体隔离富里叶红外光谱(MI-FTIR)技术,而且成功地用于激光光化学反应的研究。最近,他还获得国家自然科学基金会资助,将与复旦大学师生一起开展振动激发态分子的光谱和光化学研究。

吴征铠的学术思想十分敏捷、活跃,善于接受新事物和提出新想法。例如,他在50年代中期指导研究生在复旦大学率先研究气相色层分离技术,这一技术在国外刚刚开始研究,而他就想到在色层柱内用手性吸附剂有可能用于分离外消旋混合物,但当时因受实验条件限制而未能实现。10多年后,他的想法已被国内外很多实验室先后验证。

刻苦攻关 报效祖国

50年代后期,我国浓缩铀气体扩散厂在苏联的援助下已开始建设,该厂所用最重要的原料是六氟化铀。1970年,由于苏联单方面中断了对中国提供生产六氟化铀的技术援助,使浓缩铀同位素工作陷入困境。1970年8月吴征铠调到原子能研究所后,立即参加领导一套代号为“615Z”的六氟化铀简法生产装置的运行和试验。这台装置是我国自行设计和建设的,经我国科研人员的共同努力可以生产少量合格的六氟化铀产品,但无法连续地生产。当时,吴征铠对六氟化铀生产工艺还不很熟悉,但他凭着良好的基础知识和长期积累的分析问题能力,果断地提出这台装置的主要毛病是冷凝器容易被堵塞,毅然向上级提出改进冷凝器内接触面的意见。经过实践,改进后的冷凝器安装在六氟化铀生产装置上性能良好,为攻克气体扩散厂初期原料供应的难关起了重要作用。

与此同时,吴征铠还指导铀同位素分离中核心部件——分离膜的研制工作。1960年原第二机械工业部副部长钱三强在第一次会见他时,曾出示苏联提供的分离膜样品,并说明这是气体扩散机的心脏。分离膜是粉末冶金的产品,需要用超细和均匀的金属粉末作为原料,因而必须首先解决原料生产问题,当时有关人员对生产该原料的技术路线有不同的意见。吴征铠借鉴了有关文献资料,提出采用气体化学分解反应制备超细金属粉末,因为这将有利于今后大规模生产。这个主张经过实验证明是正确的,不久便从实验室制备进入到大规模生产,为试制分离膜争取了时间。此外,在研制分离膜过程中,对它的技术性能测试也是十分重要的,按照常规方法需要在一套扩散机组内装上几万个分离膜才能进行测试。为了减少分离膜用量和节省测试费用与时间,吴征铠和研究人员一起经过反复探索后,提出在小扩散机组上进行测试,并根据紊流产生的原理在机内采取一定的技术措施,解决了小扩散机组气流速度太小的问题。这一技术革新措施不仅经实验证明能将小扩散机用于分离膜性能测试,而且有利于提高扩散机的分离效率,在以后大规模生产的机组中也被采用。这项研究成果在1978年全国科学大会上获“科学技术重大贡献奖”,1985年第二代分离膜荣获国家科技委员会授予的发明一等奖。

1972年,吴征铠返回北京原子能研究所任副所长,负责化学方面的工作。1976年核武器研究院要求提供100居里锔-242,吴征铠亲自领导和参加了此项重要研制任务。在当时十分困难的条件下,他们先将强α放射源镅-241分装,送进核反应堆内辐照,再分析鉴定,终于在短短3个月时间内按期完成任务。这些合格产品及时满足了我国核武器试验的需要。

瞩望后辈 青出于蓝

吴征铠长期从事大学化学教育,十分注重培养学生独立获取知识的能力。他认为教师的责任不仅要传授知识,而且要培养学生的自学能力和学会获取知识的方法。他身体力行,在启发性讲解物理化学基本原理的同时,着重讲授认识自然规律的过程;在阐述各种基本定律时,强调概念来源于实验,因而要重视过程的物理图象而不过分应用数学推导。他再三告诫同仁,“只想把学生培养成和自己一样的人,必然不能培养出青出于蓝而胜于蓝的学生”。

吴征铠教育思想的另一特点是十分重视对学生的实验训练。物理化学是集中讲授化学原理的课程,但同样是一门实验科学。抗日战争时期,浙江大学迁校贵州遵义,在当时物质条件十分困难的条件下,他亲自动手制作一些实验教具供学生实验用。50年代在复旦大学任教时期,他花费很多精力建造了化学楼和放射化学实验大楼,并且将有限的经费主要用于购置教学实验所需的仪器,选留更多的青年助教加强实验教学。1955年全国化学专业教学计划试行四年级学生进行毕业论文写作,他克服很多困难,率先在复旦大学化学系进行实验性的毕业论文写作计划,以培养学生的实验动手能力与科学研究能力。

吴征铠一生中最大的兴趣在于教育,自从兼任复旦大学教授和博士研究生导师以来,已培养了7名理学博士。如今,他依然不辞劳苦地从北京到上海指导研究生,为的只是实现一个美好的愿望——让学生超过老师。

(赵鸿飞)

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