- 出生
- 1920 年 8 月 8 日,哈尔滨市
- 逝世
- 2016 年 2 月 20 日,北京市
- 国籍
- 中华人民共和国
- 职业
- 物理学家
- 母校
- 斯坦福大学、北京大学
研究领域
所获奖项(2)
- 1980中国科学院院士
- 2011国家最高科学技术奖
学会与院士
百科正文
谢家麟1943年毕业于燕京大学物理系,1948年获加州理工学院硕士学位,1951年获斯坦福大学博士学位。1951年购船票回国途中在檀香山被美方以两国交战为由拦阻,遂留美期间领导建成世界上第一台使用高能电子束治疗癌症的医用电子直线加速器(45MeV)。1955年回国后在中科院原子能研究所研制成功中国第一台30MeV可向高能发展的电子直线加速器及大功率速调管。1981年参与选定北京正负电子对撞机(BEPC)方案并担任技术负责人和工程经理,1988年BEPC实现对撞,亮度为美国同能区对撞机SPEAR的4倍。1986年起主持北京自由电子激光装置(BFEL)研制,1993年建成亚洲第一台达到饱和输出的红外自由电子激光装置。还首先提出并实现了将前馈控制原理应用于电子直线加速器性能控制的新方法。2011年获国家最高科学技术奖。
生平
谢家麟1942年到迁至乐山的国立武汉大学机械工程系求学,1943年自燕京大学物理系毕业。曾在中央无线电器材厂桂林总厂从事研究工作。1947年自费前往美国留学。1948年获加州理工学院物理系硕士学位,1951年获斯坦福大学物理系博士学位。毕业当即买船票回国,但不想中途船到檀香山时,美方竟以中美处于交战状态为由,不许学习理工的学生离境,只得留在美国。
留美期间,他先在奥立根大学物理系教课,后在斯坦福大学微波及高能物理实验室工作。斯坦福微波实验室主任金兹顿与他商量,要他前往芝加哥麦卡瑞司医学中心领导研制医用电子直线加速器。谢家麟认为这是独当一面、可为回国建造加速器积累经验的绝好机会,便毫不迟疑地接受了。研制团队仅有的条件是一家化妆品工厂(海仑科廸斯)的机修车间和一名美军退役雷达兵助手。尽管以芝加哥大学医学院核物理研究所为首的竞争方拥有雄厚的实力和资源,谢家麟的小团队还是在激烈的竞争中率先建成世界上第一台45MeV使用高能电子束治疗癌症的医用电子直线加速器,引起芝加哥舆论界的关注。
1955年夏回国,到中科院原子能研究所工作。他选择研制电子直线加速器,当时中国连年政治运动(反右、大跃进、四清等)且正值三年困难时期,工业基础极为薄弱。他领导8名刚由大学毕业、此前不知加速器为何物的年轻人,从主要部件设计制造做起,研制出大功率速调管、高压脉冲系统、脉冲变压器,甚至自制退火炉,一环套一环地完成了全部系统。经过8年奋斗,终于在1964年建成中国第一台30MeV可向高能发展的电子直线加速器和大功率速调管,用于国防单位模拟核爆辐射进行电子学加固研究,也为日后建造北京正负电子对撞机奠定了技术基础和干部储备。
1981年至1986年负责北京正负电子对撞机的技术领导,后出任该工程经理。1986年起主持自由电子激光器的研制,最终于1993年建成了亚洲首台红外自由电子激光装置。2016年2月20日,因病在北京逝世,享年96岁。
北京正负电子对撞机
1972年,张文裕带领一批物理学家给周恩来总理写信,呼吁中国建造高能加速器,得到批示支持。此后中科院高能物理研究所成立,但建造何种加速器的争论长期持续。1981年,在高能物理研究所代表团赴美芝加哥参加的讨论会上,斯坦福直线加速器中心主任沃尔夫冈·帕诺夫斯基提出了建造2.2GeV正负电子对撞机的建议。该方案规模适中、适合中国投资额度,既可做国际前沿物理工作又能兼顾同步辐射应用。谢家麟和朱洪元在会后系统深入地与斯坦福直线加速器中心的约20名物理学家探讨了方案细节,并查阅了物价资料以确定造价估算。回国后经过香山会议、丰台会议和高能物理学会的反复讨论论证,方案逐渐获得共识。在李政道和帕诺夫斯基的大力推动下,1983年4月国务院批准投资9600万元人民币,同年12月以谷羽为首的四人领导小组成立。工程于1984年破土动工,1988年10月实现首次对撞。BEPC的亮度为美国同能区对撞机SPEAR的4倍,在世界高能领域占有重要位置。
自由电子激光与创新研究
鉴于自由电子激光研究的重大意义,以及高能所有谢家麟在50年代领导建成的电子直线加速器可资利用,他向863专家组申请启动红外自由电子激光装置的研制。他决定采用美国斯坦福大学梅迪教授新发明的微波电子枪,这是除发明者外国际上第一个使用这种新方案的装置。在研制过程中,激光器输出强度出现周期性波动,谢家麟经仔细观察和推理判断,发现电子枪阿尔法磁铁系统内绝缘瓷柱表面因散射电子充电而形成阻容回路,导致束流不稳定。他采用一名技术员制作弹簧铜片从束流入口管道插入真空盒挡住瓷柱这一简单措施,彻底解决了问题,由此得出实验工作者须注重"细节决定成败"的体会。该装置于1992年观察到自发辐射,1993年5月实现受激辐射并在年底达到饱和,成为继美国、西欧之后亚洲第一台饱和出光的红外自由电子激光装置,当年末被评为中国科技十大新闻之一。
80年代末,谢家麟携研究生张仁善到美国布鲁克海文国家实验室开展合作研究,在此过程中研制成功了利用前馈控制原理来改进电子直线加速器性能的新方法。美国能源部专家组检查工作时,有专家对此方法表示怀疑,谢家麟当场展示每一个试验环节的实验曲线,最终接受了这一成果。之后他应帕诺夫斯基邀请在斯坦福直线加速器中心做了专场报告,听众站满报告厅。此外,他还提出了简化电子直线加速器结构的新方案,以降低造价、扩大应用范围。
家庭
妻子范绪篯为范其光之女。子谢亚宁为核物理学家、中国科学院高能物理研究所研究员。
奖项和荣誉
1980年当选中国科学院数学物理学部学部委员(院士)。
1980年获中国科学院科技进步奖特等奖及国家科学技术进步奖。
1995年获胡刚复物理奖及何梁何利科技进步奖。
2011年获得2011年度国家最高科学技术奖。
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