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科学家

激情工作,快乐生活--邱爱慈院士文集

作者：邱爱慈院士文集编委会

出版社：科学出版社出版时间：2021-10-01

开本： 16开 页数： 572

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激情工作,快乐生活--邱爱慈院士文集版权信息

ISBN：9787030697660
条形码：9787030697660 ; 978-7-03-069766-0
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
传记
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科学家

激情工作,快乐生活--邱爱慈院士文集内容简介

本书是邱爱慈院士八十华诞文集。全书包括学术和科学精神两部分内容，学术部分为至六篇，收录了邱爱慈院士20世纪80年代末以来在强流脉冲加速器与辐射环境模拟、快乙箍缩技术、闪光X射线照相技术与装置、强电磁脉冲安全与弹性电力系统、可控冲击波技术与应用、脉冲功率与放电等离子体新技术方面的代表性成果；科学精神部分（第七篇）体现了邱爱慈院士的治学思想和人生感悟，收录了邱爱慈院士与朱光亚院士、程开甲院士等老一辈科学家科研交流的回忆文章，以及在科学价值、学科建设与人才培养、传承和发扬马兰精神与西迁精神方面的报告和讲话等。本书不仅可为电气工程、强流脉冲粒子束加速器、脉冲功率技术与放电等离子体等学科的研究人员、科研管理人员和研究生提供重要的学术参考，更是一部科学精神读本，可促进相关人员对“两弹一星”精神、马兰精神和西迁精神的深入理解。

激情工作,快乐生活--邱爱慈院士文集目录

目录
邱爱慈院士简介
序
前言
八十自述
**篇强流脉冲加速器与辐射环境模拟
高功率脉冲技术发展战略 7
高功率脉冲技术发展战略 13
大型辐射波电磁脉冲模拟器脉冲源的初步方案 19
辐射模拟设备及相关技术发展思考 27
辐射模拟设备技术现状与发展 34
强流脉冲相对论电子束加速器——闪光二号 44
闪光二号——一台太瓦级脉冲电子束加速器及其应用 50
闪光二号加速器1指标的设计与调试 55
几种强束流参数测量技术的研究 62
闪光二号加速器及其关键技术 69
高功率脉冲技术的发展现状 75
高功率脉冲电子束加速器及其关键技术 86
用于模拟X射线热—力学效应的高功率脉冲离子束研究进展 89
几种诊断高能注量电子束参数的方法 94
新的高能注量电子束二极管系统 100
脉冲X射线模拟源技术的发展 105
强流脉冲质子束轰击19F靶产生6—7MeV准单能脉冲射线初步实验研究 110
Experimental Study on the Uniformity of Large Area Intense Relativistic Electron Beams 116
几项新技术在“闪光二号”加速器上的应用 120
第二篇快Z箍缩技术
强脉冲X射线源与等离子体 131
我国快Z箍缩研究进展 135
高功率Z箍缩技术在西核所的研究进展 145
“强光一号”钨丝阵Z箍缩等离子体辐射特性研究 153
强光一号Z箍缩实验研究 159
快Z箍缩发展现状及展望 172
百太瓦Z箍缩国家重大科技基础设施建设方案 190
快Z箍缩百太瓦级脉冲驱动源概念设计的发展 201
“强光一号”Al丝阵Z箍缩产生K层辐射实验研究 215
双层喷气Z箍缩氖等离子体K层辐射研究 222
Researches on preconditioned wire array Z pinches in Xi’an Jiaotong University 234
Characteristics of implosion and radiation for aluminum planar wire array Z-pinch at 1.5MA 246
第三篇闪光X射线照相技术与装置
紧凑型闪光照相强流脉冲电子束加速器的发展 261
感应电压叠加器驱动阳极杆箍缩二极管型脉冲X射线源 269
两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究 274
4MV/80kA IVA型脉冲X射线照相装置研制进展 283
欠匹配型磁绝缘感应电压叠加器次级阻抗优化方法 290
Research on pinching characteristics of electron beams emitted from different cathode surfaces of a rod-pinch diode 297
2.8-MV Low-Inductance Low-Jitter Electrical-Triggered Gas Switch 307
Circuit Model of Magnetically-Insulated Induction Voltage Adders Based on the Transmission Line Code 317
第四篇强电磁脉冲安全与弹性电力系统
高空核电磁脉冲威胁及其防护 331
强电磁脉冲环境下我国能源基础设施的安全问题 349
弹性电网及其恢复力的基本概念与研究展望 360
电力安全与弹性电力系统 370
能源转型下弹性电力系统发展战略 376
第五篇可控冲击波技术与应用
重复脉冲强冲击波储层处理技术 387
高功率脉冲技术在非常规天然气开发中应用的设想 392
面向化石能源开发的电爆炸冲击波技术研究进展 403
可控冲击波技术在页岩油开发中的应用研究 412
多渠道保障油气能源供应安全的思考——可控冲击波技术的作用 419
重复可控冲击波技术用于煤炭开采中的实践与设想 427
第六篇脉冲功率与放电等离子体新技术
A 80kV gas switch triggered by a 17J fiber-optic laser 439
A gas-insulated mega-ampere-class linear transformer driver with pluggable bricks 444
Infrared nanosecond laser-metal ablation in atmosphere: Initial plasma during laser pulse and further expansion 457
Progress of laser-induced breakdown spectroscopy in nuclear industry applications【节选】 463
Influence of Partial Reheating on Aluminum Nanoparticles from Electrical Exploding Wires 466
第七篇践行“马兰精神”，传承“西迁精神”
我的成长之路 481
母亲永远活在我们心中 487
创新奉献——继承和发扬研究所光荣传统、奋发图强再创辉煌 490
激情工作，快乐生活——浅谈人生感悟 493
传承弘扬马兰精神，创新奋斗开创新局面——强辐射环境模拟及应用团队的成长 496
一位求真务实、坚持创新的功勋科学家 500
朱光亚主任心系脉冲功率技术 502
献身国防科技事业的楷模——我眼中的林俊德院士 505
我科研道路上的领路人——庆贺吕敏院士八十华诞 508
尊敬的师长，学习的楷模——纪念乔登江院士八十华诞 511
爱国奉献，果毅力行——在西安交通大学第110届学生毕业典礼上的发言 513
团结奋进，迎接电气工程学院发展的新机遇与新挑战——2005年就任西安交通大学电气工程学院院长的讲话 515
2020年受聘西安交通大学电气工程学院名誉院长大会上的讲话 518
弘扬科学道德，加强学风建设 520
加强创新能力培养，提高军队研究所研究生培养质量 525
“快Z箍缩科学前沿问题及关键技术”香山科学会议上的讲话 530
中国核学会辐射物理分会成立大会上的发言 532
电气工程在国家能源和国防发展中的地位和作用 534
坚持“电气+”理念，推动学科可持续发展 539
附录一邱爱慈院士获奖列表 543
附录二邱爱慈院士公开发表专著 544
附录三邱爱慈院士指导研究生获奖列表 545
附录四邱爱慈院士指导研究生名录 546
附录五邱爱慈院士公开发表论文 549

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激情工作,快乐生活--邱爱慈院士文集节选

**篇强流脉冲加速器与辐射环境模拟强流脉冲加速器主要采用高功率脉冲源驱动二极管等负载产生强流脉冲粒子束、轫致辐射，可在实验室生成X射线、射线等强脉冲辐射环境。1964年英国的马丁小组建造了世界上**台强流相对论电子束加速器以来，各大国在强流脉冲加速器领域发展迅速。邱爱慈院士是我国高功率脉冲技术的主要开拓者，是我国强脉冲辐射环境模拟体系的奠基人。她从事脉冲功率技术研究近60年，根据国家战略安全的重大需求，突破西方封锁和垄断，主持建成了具有国际先进水平的系列大型辐射模拟设备体系，开辟了极强粒子束流、Z箍缩等研究新方向，填补了多项国内空白，为我国高新技术发展和国家战略安全做出了卓越贡献。 1. 参与开创我国高功率脉冲技术研究领域 1970年8月，根据国家需求和科学家建议，在北京组织召开了国内**台强流脉冲电子束加速器研制会议，确定研制一台指标为 4MV/100kA 的加速器，并由中国原子能研究所一部牵头负责。1971年7月30日，在北京召开了加速器的方案研讨会，邱爱慈作为单位代表参加了这次会议。会议决定项目分两步走，先研制加速器1/4缩比机(代号“730”工程)，再建设1∶1整机。邱爱慈作为研究所代表全程参加了这台加速器的研制。研制期间，中国科学院高能物理研究所(简称高能所)正负电子对撞机开始筹建，参加该加速器研制的大部分骨干被抽走，使该加速器研制面临夭折的危险。在西北核技术研究所(简称西核所)领导支持下，邱爱慈积极主动与上级主管单位、中国科学院有关领导进行多次汇报和沟通，同意将1/4缩比机交付西核所使用，并增加西核所的研制力量。邱爱慈和其他西核所科技人员与高能所留下人员共同合作，尤其在加速器调试陷入困境时，邱爱慈解决了重大技术难题，*终完成了“730”加速器研制任务。这台加速器在1975年10月达到了设计指标：1MeV/20kA/25ns，并于1978年获得全国科学大会奖。该加速器首次在国内采用了Marx发生器和Blumlein传输线，是国内**台采用高功率脉冲技术的强流加速器，该加速器的研制成功开辟了我国高功率脉冲技术这一新的技术领域。 “730”加速器交付给西核所后，邱爱慈负责该加速器两次大的改造，使输出指标提高2倍，并增加了5水介质形成线的低阻抗工作模式(命名为“晨光号”)，大大地拓宽了应用范围。“晨光号”加速器在核测试系统研发、辐射效应研究和高新技术领域的开拓性研究中发挥了重要作用，如首次成功进行电子束在硬铝中产生热激波实验研究，首次开展了 XeCl 准分子激光实验，至今仍然作为脉冲功率技术与辐射效应研究的实验平台。 2. 创建我国强脉冲辐射环境模拟体系从20世纪80年代开始，邱爱慈先后主持研制成功“闪光二号”“强光一号”、大型EMP模拟器等系列脉冲辐射模拟装置，创建了我国强脉冲辐射环境模拟体系。 20世纪80年代，邱爱慈负责研制成功我国电子束流*强的低阻抗脉冲电子束加速器“闪光二号”。为解决脉冲X射线对材料的热力学效应和结构响应研究等问题，根据吕敏副所长的要求，邱爱慈提出建立一台低能强流脉冲电子束加速器，以其产生的电子束来模拟X射线热力学效应，解决国家急需，并主动承担任务，自主研制这台设备。就在此时，她不幸得了甲亢，但在住院的107天中，坚持完成了这台加速器研制的项目可行性论证报告和物理技术设计方案，出院后向研究所提交了报告。经程开甲院士为组长的抗核加固专业组专家审核通过后，报告提交给朱光亚主任。朱光亚主任仔细审阅这篇报告，针对报告做了详细的重要批示，并大力支持这个项目。1982年项目立项后，邱爱慈作为项目技术负责人，主持加速器研制的设计、加工、安装和调试工作，解决了一系列重大技术难题。由于这是个大型工程设备研制项目，工作量大且复杂，项目组同志克服了一系列困难，包括工作、生活、家庭方面的困难。1988年12月16日，加速器整机联试成功，1989年下半年，加速器达到了**期指标，并由国务院副总理并长期主管国防科研的张爱萍主任亲笔题名为“闪光二号”。1993年“闪光二号”加速器获得了国内*强的1MA电子束流，1993年7月，王淦昌院士亲自主持“闪光二号”加速器鉴定会，认为该加速器达到国外同类加速器的先进水平。俄罗斯同行科学家鲁钦斯基评价“你们靠自己的力量研制出1MA电子束流的加速器，真了不起！”。“闪光二号”加速器是我国高功率脉冲技术发展的里程碑，开启了强流脉冲加速器从高阻抗的“油”线迈向难度更大的低阻抗“水线”发展的新阶段。在“闪光二号”加速器研制过程中和研制成功后，利用它产生的极强的粒子束，国内开展了许多项粒子束领域的研究和应用工作，都取得了重要成果。1996年起，根据研究的新需求，邱爱慈提出并主持研制了“闪光二号”加速器新的二极管系统，解决了在高能量密度下提高电子束二极管转换效率和稳定性等多项难题，输出的电子束能量密度提高3倍多，达到1kJ/cm2以上，大大地拓宽了加速器的应用范围，取得了全新的实验结果。2001年起，在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束产生与应用的研究，获得了束流强度高达160kA的国内*强的高功率离子束，并利用强流脉冲质子束轰击氟靶，得到了6～7MeV准单能脉冲射线。 20世纪90年代中后期，邱爱慈主持建成国际首台多功能高功率脉冲辐射装置“强光一号”。国际形势发生较大变化，对辐射效应提出了新要求，邱爱慈深入思考辐射模拟设备发展面临的机遇和挑战，针对当时国际上电感储能、等离子体断路开关等技术的快速发展，提出建设组合多种先进技术多功能辐射模拟装置的建议，包括技术指标要求和总体技术思路，利用国家支持对俄罗斯开展交流合作的大好机遇，确定了从俄罗斯引进并合作研究的装置建设方案，在中俄双方共同努力下，顺利完成装置的安装调试，于1999年底达到设计指标。随后该装置被朱光亚主任亲自题名为“强光一号”。“强光一号”加速器是我国高技术领域消化吸收再创新的典范，采用了国际上*先进的直线型变压器驱动源技术，实现了组合电感储能、电容储能两种技术路线于一体，突破了单台脉冲源与多种负载匹配耦合难题，使该装置成为国际上首台多功能高功率脉冲辐射装置。 2000年后，邱爱慈指导和推动了我国首台大型辐射波电磁脉冲模拟装置研制。邱爱慈从20世纪90年代开始就高度关注国外在电磁脉冲模拟器研制技术上的*新进展，多方呼吁积极推动快前沿、高电压模拟装置的研发工作。在2005年前后，争取到上级主管部门的预先研究经费支持后，瞄准当时国际前沿的电磁脉冲模拟装置策划关键技术攻关，在较短时间内研究掌握了 3MV 同轴式峰化电容器研制、3MV紫外辅助触发压缩空气中储开关研制、3MV低抖动输出开关研制、大尺寸高气压玻璃钢绝缘部件研制等多项技术。通过缩比验证实验和对国内工艺水平的广泛调研论证，有力推动了大型电磁脉冲模拟装置的论证立项，指导项目组于2007年完成脉冲源初样研制，保障了项目团队在五年左右时间内实现对国际先进水平的快速追赶。在上述装置的研制过程中，邱爱慈带领团队一直瞄准世界先进水平，从20世纪60年代起，几乎每十年上一个新台阶，输出水平和电子束流提高三个多量级，输出剂量率提高六个量级，辐射种类涵盖了电子束、离子束、X射线、射线、电磁脉冲等，形成了配套比较完善的强脉冲辐射环境模拟体系。该体系在国际上也有一定影响，参观过相关设备的国外专家都表示赞赏。 3. 大力推动高新技术与辐射效应研究发展强流脉冲加速器与辐射环境模拟研究是为完成重大科学实验任务而发展起来的。这些装置的建成，大力推动了我国高新技术的发展，为我国辐射效应研究发展提供了强有力的技术支撑。 1990 年初期，“闪光二号”加速器尚在调试过程中，邱爱慈便组织实施在该加速器上开展多项物理实验，创造了多项国内**：①开展电子束模拟X射线在材料中产生的热激波和结构响应试验，成为X射线热力学研究的唯一装置。②在加速器上开展电子束泵浦XeCl准分子激光试验，出光初期，1991年3月25日王淦昌院士就驰信祝贺，信中写道“闪光二号”加速器运行顺利，物理实验进行多种，并得到XeCl激光58J的能量，非常高兴，特驰信祝贺，望加倍努力，以期得更大的成就。”，后来，经过深入研究，XeCl准分子激光输出能量提高到136J，并进一步获得了输出能量达157J的KrF准分子激光。③以强流电子束虚阴极振荡原理产生了功率大于4.5GW、脉宽为25～30ns、频率为9～11GHz的高功率微波113J，是当时国内获得功率*高的高功率微波，为我所高功率微技术研究在国内占得地位及以后的发展奠定了重要基础。 2000年以来，邱爱慈主持“强光一号”装置性能改进提升工作，使装置关键参数射线剂量率脉冲宽度从原来的3种扩展到7种，增加了辐照面积，拓宽了能谱范围，提高了“一机多用”的运行可靠性，使其成为国际上首台具有4大类、11种脉冲辐射输出的装置，极大地拓宽了应用领域。该装置是我国目前唯一的剂量率效应考核平台，至今已运行6000余发次，很好地满足了国内数十家用户单位的不同使用要求，在我国辐射效应领域发挥了不可替代的重大作用。依托该装置建成了测试诊断系统配套齐全的国内首个Z箍缩研究平台，极大地推动了我国快Z箍缩研究领域发展。 2010年之后建成的系列电磁脉冲模拟装置，成为我国电磁脉冲效应研究的主要实验平台，为我国各类装备设备的抗电磁脉冲性能研究做出了重大贡献。本篇主要收集了邱爱慈院士在强流脉冲加速器与辐射环境模拟方面的重要综述性论文和主要学术论文。

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