陈佳洱

        陈佳洱,加速器物理学家、教育家,1934年10月1日生于上海市。1954年于吉林大学物理系毕业并留校任助教。1955年奉调到北京大学工作。1963—1966年在英国牛津大学、卢瑟福实验室做访问研究。1982。1984年在美国纽约州立大学石溪分校和劳伦兹伯克利研究所做访问研究。1984年晋升为教授、博士生导师。1984—1996年担任北京大学副校长兼研究生院院长。1986~2001年兼任北京大学重离子物理研究所所长。1987—2001年任国家高技术计划主题专家组的成员和顾问。1991一1999年兼任国家自然科学基金委员会副主任。
        1996~1999年担任北京大学校长。1998.2000年兼任亚太物理学会理事长。现任国家自然科学基金委员会主任、中国科学院主席团执行委员及数理学部主任、中国物理学会理事长和北京市科协主席等职。
        1993年,陈佳洱当选为中国科学院院士。他曾获国家高技术计划先进工作者一等奖、国家科技进步二等奖,国家教委等省部级科技进步一、二等奖六项以及光华科技一等奖。发表学术论文140余篇,是英国物理学会Chartered Physicist:、美国纽约科学院院士,先后荣获美国加州门罗学院、日本早稻田大学、香港中文大学荣誉理学博士。
        陈佳洱长期致力于加速器的教学与科研工作。他善于及时把握学科发展趋势,前瞻性地布署物理研究和人才培养,在低能粒子加速器及相关的应用领域自主创新,取得重要成果。
        1959年陈佳洱开始等时性回旋加速器的研究。在英国工作期间,针对加速离子有90%在中心区丢失,设计一套微分探针装置,发现离子束在射频加速中,由横向和相位运动衰减的多种机制;并证实越隙共振的存在,提出了检验越隙共振的实验判据,发展了用正弦波电位器控制离子轨道中心的方法,成功地抑制了越隙共振振幅的增长等,使中心区束流传输效率提高了三倍以上,创造了当时束流输运的记录。
        他摆脱静电加速器传统的仿制模式,坚持从优化物理参数人手进行物理设计并增加了束流脉冲化等新功能,建成北京大学4.5Mv静电加速器。它的机械结构稳定,电场分布均匀,空载时电压达6.2 Mv,不仅在离子种类、能量范围和束流脉冲化性能等方面优于国内同类进口设备,还填补了我国单色中子源在3~。7MeV和16~20MeV能区的空白。
        加速器质谱计(AMS)是现代超灵敏检测技术前沿。他利用牛津大学转来的一台2× 6Mv串列静电加速器,主持加速器的改建和部件的国产化工程。经精心调整,其精度及束流输运效率等超过在牛津时的水平,满足AMS的要求;通过采取高亮度离子源、光学元件静电化、快速交替注入及平顶传输等措施,有效地克服了本底干扰和同位素的分馏效应,建成了北京大学加速器质谱计(PKIJAMS),在机器灵敏度达10一’水平下,碳束的输运效率高达25%以上,成功地测定了马王堆、大汶口和南庄头等一批考古样品的年代,测量精度优于±40年,达到国际AMS HC测年的先进水平,为“夏、商、周断代工程”的顺利完成做出了重要贡献。
        螺旋波导加速器具有体积小、结构简单、成本低等优点。但国际上对于这种加速器的建造并无成熟经验。陈领导科研组通过绕制成功高精度的镀银不锈钢管螺旋线,采用短螺旋线耦合结构与调整功率负载因子等办法,解决了从结构到稳定运行的一道道难关,建成了我国第一台样机。为了将这台样机建成为一台有用的聚束装置。他对束流脉冲化理论和技术进行了深入的研究,提出了二维相空间理论分析束流的群聚和切割的方法。最后只用了8.4w的功率,就高效地将350keV的连续氘束,群聚为1ns的脉冲束!所得各项结果与他的束流脉冲化理论完全一致。
        陈佳洱在美国工作期间,将他在国内发展起来的束流脉冲化理论拓展应用到包括双漂移聚束器、高能后切割器、后聚束器及各种束流元件组合而成的输运系统中去,成功地将64M。V的碳离子压缩到100ps,达到当时国际先进水平。他编制的控制脉冲化系统的专用软件,可直接控制加速器各项设备,使运行方便、精确、可靠。石溪同行们高兴地将这种运行方式称为“陈氏模式”,并一直沿用至今。
        超导加速器的核心是超导加速腔。他与同事发展了一套有特色的表面处理工艺,解决了当时国际上遇到的超导腔品质因数在冷循环中衰退的难题,使加速梯度达到12MV/m以上。后又提出并主持研制了首台国产纯铌超导腔,使该腔的品质因数和表面电场分别达到6×109和20MV/m的当时国际先进水平。离子加速器使用的工作频率比电子加速器低一个数量级,他和同事采用铜铌溅射这种当代射频超导的前沿技术,从建设真空溅射装置开始,逐一解决结构、工艺上一系列的难题,成功建成我国首台144 MHz的1/4波长离子超导加速器样机。它的空载的加速场强达6Mv/m,并在串级静电加速器束流线上,使质子增能500keV。达到国际同类腔的运行水平。
        高频四极场(Ⅲ、o)加速器是一种新型低能强流加速器。陈佳洱与同事合作将一种加速重离子的整体分离环新结构与RF()结合起来,建成了首台基于整体分离环的26MHz 300keV的.RF~)结构样机,实现了RF()在我国的首次加速。在此基础上,又建成加速氧离子到1MeV的RFO,流强660v△,高频功耗仅24kW,效率达到了国际先进水平。研制过程中,他设计了在一个RFQ中同时加速正、负两种离子的一个具体方案并在300kev的砒1Q上实现了正负氧离子的同时加速。这些成果在1998年国际会议上发表后,引起了国际同行的一致好评。

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