复旦大学核科学与技术系现代物理研究所的介绍 正文

     根据我国核能发展长期战略,发展聚变能源是解决能源危机的根本出路，而怎样实现有能量增益的聚变，离不开高温高密度等离子体物理及其相关技术的研究。在这样的形势下，复旦大学在多方支持下，依托本学科于2002年成立了上海EBIT实验室，第一期投资三千四百万人民币。作为高电荷重离子相关物理及技术研究平台（EBIT实验平台）的一期工程，建立了EBIT装置的主体—即光源部分，和用于高精度光谱学诊断的实验设备，建成了高电荷重离子相关物理的光谱学研究平台。以极端条件下的原子物理、等离子体物理以及其拓展领域的科技进步和发展为主要方向，开展基础性、创新性的科学研究工作。结合我国的科技发展和我国科技研究重点的调整，近十年来通过“211工程”和“985工程”以及上海市重点学科对本学科的投入资金达4500万元以重点支持本学科的建设；属于本学科的教育部重点实验室，近年来也得到来自教育部对重点实验室的经费投入达150万元。本学科所在复旦大学现代物理所从80年代中期起,先后引进了串列加速器、同位素分离器、染料激光器等主要设备, 开展了原子物理、离子束应用等方面的研究工作，取得了重要成绩。



       本学科在杨福家院士领导下，在基于加速器的原子物理、在激光与物质相互作用以及核技术方面多年的研究积累，为今后进一步开展高新技术中的原子物理及相关物理问题研究、为极端高电荷态离子中电子的状态和动力学行为研究、以及离子和电子与超快、超强脉冲激光的相互作用等方面的研究打下了很好的基础；我校针对发展这一学科的需要于2002年引进的杰出青年基金获得者邹亚明教授，在高电荷离子物理领域有多年的工作经验和广泛的国际合作，是中国第一个进入国际光子、电子、原子碰撞协会常委会，并且是该协会学术委员会目前唯一的中国专家，同时也是国际高电荷离子物理会议国际顾问委员会专家；于2005年引进的Roger Hutton教授是国际知名的光谱学专家，在光谱学研究和探测技术方面有丰富的经验，是天体物理中的振子强度国际会议学术委员会我国唯一的专家；近期引进的双聘院士胡思得先生是著名的原子核物理与技术的专家，他的加盟将使我们进一步紧跟国家的需求进行科学研究和新技术发展。复旦大学现代物理研究所现共有教授(研究员)7名，副教授(副研究员)10名。


       本学科以研究高电荷和极高电荷离子相关物理为特色，是一个国内领先、国际先进的面向世界开放的实验室。对极端高电荷离子的研究，只能通过冷EBIT装置（不同于常温EBIT）和重离子储存环来实现。而冷EBIT由于离子几乎处于静态，相比储存环，在研究精度上更有优势。本实验室成功建立了我国第一台、国际上第8台低温EBIT装置，并且电子能量已经达到国际第三位，目前正在国家自然科学基金重点项目、面上项目和一些省部级的重点项目支持下，开展分解研究高温等离子体的研究工作、极端条件下的原子物理与核物理的交叉学科的研究工作、以及X射线和光学探测技术研究。 


       本学科的另一个方向是核分析技术应用。该方向不仅为国家培养高尖的核技术人才，推动我国的核学科的基础研究，而且在国防建设以及国家和上海的经济建设中发挥重要作用。核分析技术是现代科学技术中的重要分析方法，有着独特的优点，在材料科学、环境科学和能源科学等领域等广为应用。如我们长期为上海中芯国际、宏力等半导体大型公司，以及许多科研所和高校进行特殊材料的成分分析。与上海地区有关医院及环境部门合作，用核微探针技术进行人体组织的微量元素分析和大气环境污染分析，为人体疾病预控提供科学信息。在热等离子体的工业应用中，我们已研制出多种高功率的等离子体炬，已在全国许多地方得到推广应用。与中国科学院合作在2MW氢气热等离子体炬煤制乙炔中试研制中已获得了乙炔产量每小时130公斤，乙炔能耗接近12kWh/kg的好水平。


       本学科第三个方向是光与物质相互作用。我们开展的强激光加速粒子的机制研究可望在新一代的加速器设计中得到应用，所提出的真空俘获加速机制已得到国际同行的重视，美国能源部已立项进行原理验证实验。我们发展的激光分离同位素相关技术、采用激光束操纵薄膜和单晶材料的生长技术已引起产业界的浓厚兴趣，可望在我国高温燃气轮机叶片、高性能飞机发动机叶片生产中得到应用。目前已与国有大型企业东方汽轮机公司建立密切的合作关系。我们开展的Alpha粒子辐照对材料力学性能影响的研究在核武设计、核能应用和核防护方面有重要应用。目前展开的生物马达机制机理研究有助于人们了解生物体内的物质输送，可望在制药、医疗等方面得到应用。


       近年来我们投入了很多的努力和资源培养研究人才，但多年的经验让我们看到技术对研究的制约太大了，而且技术的创新开发同样需要创造力和想象力，同样需要研究能力。所以我们将把技术创新人才和基础研究人才的培养放在同样的高度。我们将充分利用本学科广泛的国际合作基础，有目的、有计划地将博士研究生派送至在国际上相关领域领先的研究单位学习、合作研究；同时每年邀请3-6位国际同行专家来校合作研究、访问讲学，以此来普遍提高本学科研究生的研究和交流素质；让研究生积极参加国际学术会议并参与主办国际会议，以最快的速度掌握国际动态。科学研究的目的是了解自然、利用自然造福人类。要实现这一目标，实验科学的研究尤为重要。中国培养的本科生和研究生与欧美发达国家的学生相比，在基础理论方面以及计算机软件方面的能力并不逊色，但是，在动手能力方面显得相当软弱，并且见识很少。要弥补这方面的缺陷，应该让学生有机会接触许多的研究设备，尤其是大型设备。我们利用本实验室上海地区少有的大型设备，如离子加速器和EBIT装置以及基于它们的研究平台的优势，开辟综合能力实验开放教学平台。在核技术、核电子学、光探测、带电粒子探测、真空、低温、高压、自动控制、数据获取等方面对研究生进行综合能力实验训练和培养。经过培养，本学科所毕业的研究生足以胜任国内高校相关学科或研究所的教学、科研工作，也可在国内或相关行业跨国公司从事研发或项目管理等高层次工作。

复旦大学

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