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杨裕生

性别:

男

获奖年度:

2009

获奖奖项:

科学与技术进步奖

获奖学科:

化学奖

工作单位:

防化研究院

杨裕生,分析化学与放射化学家。1932年10月5日出生于江苏省如皋县。1952年毕业于浙江大学化工系,留校任分析化学助教、讲师,并兼任化工系教学行政秘书,1956年被评为浙大首批先进工作者。1957年春考入中国科学院化学研究所分析化学专业研究生,师从梁树权学部委员。1958年被派去北京俄语学院学习半年俄语、哲学后留学苏联,在苏联科学院地球化学与分析化学研究所阿里马林院士等指导下进修放射化学两年,1960年底归国,在化学研究所任助研。1963年初,被调进组建中的核试验基地研究所,负责筹备核蘑菇云取样和放化分析诊断。所成立后任核物理与化学研究室副主任兼取样分析大组组长,授大尉军衔。在首次核试验中任取样队长,荣立二等功。1973年成立取样与分析研究室,任主管科技的副主任,两年后任主任。1981年任研究所副所长,1983年任所长。1987年初调任核试验基地科技委主任。1988年任国防科工委核试验技术专家组两召集人之一,同年9月被授予少将军衔。1990年调回北京,任防化研究院一所研究员,1995年当选中国工程院院士。现为清华大学、北京化工大学等校兼职教授、博导。

杨裕生研究员在核试验技术、放射分析化学等领域取得了突出的成就,荣获国家发明二等奖2项,国家发明三等奖1项,国家科技进步奖三等奖2项,部委级科技进步二等奖4项;晚年,为新型化学电源的研究也作出了贡献。

一、核蘑菇云中取样品

他开创我国核烟云取样技术研究,主持研究出以载人飞机为主体、辅以炮伞,火箭和布盘的系列取样方法,组织协作研制适应亚音速、超音速歼击机的取样器和过滤材料。

他建立烟云飘移—扩散的实用模型,可相当准确地预测出不同风速下不同爆炸威力的烟云尺寸、放射性物质平均浓度和平均辐射场强,以及它们随时间的变化,为选择飞机最佳穿云方案、为解决取样量与飞行员剂量安全及飞机续航能力之间的矛盾奠定了可靠基础。

他提出并解决了全粒谱的取样技术。

他领导发展无人取样技术。提出爆心下井中发射火箭、早期穿云的取样方案和研制低阻高强度无灰滤材,并组织实施,为氢弹试验中锂燃耗测定取得了高浓度、低本底的样品。总结出爆炸威力与烟云底高的关系,指导研究云中放射性物质的分布规律,提出无人机和火箭的最佳穿云方案和取样量的估算方法;论证运载工具和取样器的指标及数量要求并落实其协作研制。该技术成果获国家科技进步奖三等奖。

取样大组作为先进科技集体出席了1978年全国科学大会。

二、诊断核武器爆炸

他是核爆炸威力放化分析诊断研究的主要领头人。他提出的强裂变产物下剩余铀-235的中子活化分析方案,成为消耗样品最少、准确度最高的方法。连同其他研究内容,“铀裂变燃耗测定”获国家发明二等奖。他还创造性地提出了其他多项诊断方法的原理。

他主持研究出各类核武器、各种核装料的总威力和分威力,以及各部件燃耗或动作过程等的测试方法,制定近50个元素的分离纯化和化学回收率测定流程,建立了α-谱、γ-谱、质谱、4πβ-γ符合谱等物理测量技术,核素的分离、分析、测量水平均达国内领先。在研究室任职18年中,组织百名科技人员运用上述科研成果圆满地完成了20多次核试验的取样和分析任务,经他负责提供的大量分析测试结果,是验证和改进核武器设计的最直接依据,对促进我国核武器发展起了十分关键的作用。

三、放射化学基础性研究

他领导稀土和镅锔化学研究,发表论文30余篇。率先将链状聚醚用作镧系或锕系萃取剂,找到有严格倒序且萃取率高、分离因数大的三甘酰双-(二苯胺);研究出相邻稀土之间的分离因数大而均匀的季铵-LiNO3-α-羟基异丁酸推拉色层体系;率先用双吡唑酮萃取稀土,得镧与铈的分离因数高达102。

他研究了不同结构的α-羟基羧酸与镅锔的络合物稳定性常数,发现位阻较高的配体分离因数均明显高于惯用的α-羟基异丁酸;得出镅-锔的分离因数与离子半径相近的镨-钕分离因数之间有粗略的线性关联,而不与电子结构相似的铕-钆相关联。据此,测得吡啶-2,6-二羧酸及甲基异丙基甘醇酸对镅锔的分离因数分别高达199及250的好结果,是目前所知的这两类取代羧酸中的最高值。

1984年,他对“硬软酸碱”规则中“三价锕系镧系同是硬酸”提出补充见解:“三价锕系离子是比镧系离子软一些的硬酸”,并领导研究了一系列“低硬度”配体和“软”萃取剂,甚有成效。

四、创建军用化学电源研发中心

1996年参与发起和推动“中国士兵系统”的研究,筹建了我军第一个化学电源实验室,攻克比能量300瓦时/千克的高能电池难题,经过近10年的努力,目标正在逼近。他是国内电化学电容器的最早研究者之一,研究出数种高性能的多孔电容炭材料和电容器,多项技术具有创新性,获得全军科技进步奖二等奖。

他推动为风能、太阳能发电的蓄能而研究液流电池,强调发展有自主知识产权的新体系,提出节能的有机电合成与蓄电双功能液流电池新构想并研究完成;极力支持他的学生程杰博士提出的锌-镍单液流电池新体系,现已在总装创新基金资助下实现。

他提出硫-碳正极材料“主链导电,侧链储能”结构设计思路和 “炭孔藏硫,多式储能”的新构想,指导研究出了大介孔炭材料新制备方法;提出纳米活性物质“寄生”于孔中的复合材料新结构,大幅度提高了含硫、含氧等电极材料的有效比容量,并在直接甲醇燃料电池催化剂中显示出良好的效果。

与多家电池企业建立了紧密合作,满足了多项军用新装备的特殊性能电池需求,其中一项获得了全军科技进步奖二等奖。

五、推动新能源和电动车的发展

2000年,他联合多所高校和研究院所,申请国家重大基础研究(973)项目“氢能的规模制备、储运和相关燃料电池的基础研究”,有力推动我国氢能科技的前进;他在总装备部科技委年会上建议发展以燃料电池为动力的常规潜艇。但是,他极力反对“氢经济”的口号和燃料电池汽车“百、千、万辆计划”,而呼吁加强关键材料和关键技术的基础研究。

指导博士生研究磷酸亚铁锂新的制备方法,呼吁大力发展以此材料为正极的锂离子动力电池用于电动车;他提出“电动技术产业”的概念和范畴,极力主张我国应优先发展纯电动车(含增程式电动车),以缓解我国的石油紧缺和城市空气污染问题,并倡导夜间充电以利于平抑电网的峰谷差。

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