一、概述:

中国科学院上海应用物理研究所筹建于1958年,成立于1959年,时称“中国科学院上海理化研究所”;20036月经中国科学院批准由“中国科学院上海原子核研究所”重组更名为现名。拥有两大园区,分别坐落于上海市科技卫星城嘉定区(地址:嘉罗公路2019号)和上海市张江高科技园区(地址:张衡路239号),占地面积共750亩。上海应用物理所是专业从事民用非动力核技术科学研究的国立研究所,主要开展加速器科学与技术、先进光子科学、核物理与民用非动力核技术、前沿交叉学科等4个学科领域的研究工作,同时积极推进科研成果的产业化。

建所以来,成功研制出我国第一台自行设计建造的1.2回旋加速器,后改建为30MeVP)等时性回旋加速器并在其上完成新核素Pt-202的合成与鉴别,实现了我国在新核素合成领域零的突破;研制成功世界上第一台超灵敏小型回旋加速器质谱仪;研制生产出我国第一个载入国家药典的放射性药物。作为我国第一个核电站(“七二八”工程)的主要会战单位,1973年在上海应用物理所(时称“上海原子核研究所”)筹建了我国自己的核电队伍和研究基地;2004年起承担建国以来最大的科学工程——上海光源国家重大科学工程,在张江园区建设一台高性能的中能第三代同步辐射光源(计划于2009年初完工)。建所以来获各类科技奖项192项(含合作项目),其中国家科技进步奖8项(其中3项为合作项目)、国家自然科学奖4项(其中2项为合作项目),其中“重离子核反应的集体效应、奇异核产生及其性质研究”、“重质量丰中子新核素的合成鉴别和研究”获国家自然科学二等奖。

上海应用物理所建有“中国科学院核分析技术重点实验室”、“上海市低温超导高频腔技术重点实验室”;设有粒子物理与原子核物理、核技术及应用、无机化学博士、硕士学位培养点,以及光学工程、电磁场与微波技术、信号与信息处理硕士学位培养点;设有物理学、核科学与技术及应用博士后流动站。截止2007年底,共有在职职工706人、在学研究生333人、在站博士后14人。主办《核技术》、《核科学与技术》(英文版)、《辐射研究和辐射工艺学报》等学术刊物;上海市原子核学会、中国核学会辐射研究与辐射工艺分会挂靠上海应用物理所。

 

二、机构沿革和所党政领导变更:

(一)上海应用物理所历史沿革情况

1956年国家制定的十二年科技发展规划中,将发展原子能技术作为国家重点项目,按照我国核科技事业战略布局,19581027,中共上海市委决定,在中国科学院上海分院之下,新建原子核研究所(以下简称“核所”),由复旦大学主办。

19598月,中共上海市委正式批准筹建中国科学院上海原子能研究所,对外名称为“中国科学院上海理化研究所”,属中国科学院上海分院领导,并成立筹建委员会,具体负责筹建的各项工作,定址为上海市嘉定县东门外新木桥。19599月,经国家计委、国家科委和第二机械工业部共同研究批准,同意建立上海理化研究所。196010月,经国家计委、国家建委批准,同意上海理化研究所列入国家限额以上施工单位。19615月,中国科学院上海分院决定成立中国科学院上海理化研究所(以下简称“核所”),原理化所筹建委员会同时撤销。

19632月,经中国科学院和第二机械工业部共同研究,报请国家科委批准,将上海理化所划归第二机械工业部,由中科院和二机部双重领导,以二机部为主。所名定为华东230所,对外名称为“中国科学院原子核研究所”(以下简称“核所”)

19734月,上海市为了建设30万千瓦压水堆核电站(七二八工程),需要一个研究、设计、试验基地,经上海市和二机部研究,报请国务院批准,将原子核所划归上海市领导,同时将上海市物理研究所和原子核所合并,定名为“上海原子核研究所”(以下简称“核所”)。明确由上海原子核所作为七二八工程的主要会战单位。

19781月,经上海市和中国科学院研究,报请国务院批准,将上海原子核研究所划归中国科学院,实行中科院和上海市双重领导,以中国科学院为主,所名定为“中国科学院上海原子核研究所”(以下简称“核所”)。

以筹建上海光源为契机,研究所学科方向作出重大调整,从传统的核技术科学研究为主,转向以第三代同步光源、新型自由电子激光和先进离子束装置的研制及其相关的学科研究为主要学科方向,因此,20036月,经中国科学院批准,更名为“中国科学院上海应用物理研究所”(以下简称“应用物理所”)。

1:所名及隶属关系的历史沿革年表

时间

所名

隶属关系

195810

原子核研究所(筹)

复旦大学主办

19598

中国科学院上海理化研究所

中科院

19632

中国科学院原子核研究所

中科院、二机部

19734

上海原子核研究所

上海市

19781

中国科学院上海原子核研究所

中科院和上海市

20036

中国科学院上海应用物理研究所

中科院和上海市

(二)所党政领导班子变更情况

2:历届党委领导

届数

职务

姓名

任职时间

备注

 

党支部书记
支部副书记

 
善述

1959.8
1959.8

筹备处党支部

党总支书记

 

1960.8

 

第一届

党委书记
党委副书记

 
其元

1961.1
1961.1

 

第二届

党委书记
党委副书记

 
其元

1963.10
1963.10

 

党委书记
党委副书记

陈子云
宋冰生

1970.11
1970.11

文革期间

党委书记
党委副书记
党委副书记
党委副书记
党委副书记
党委副书记

韩志青
万钧
潘明兴
郝洪贵
钟金根
石双惠

1973.7
1973.7
1973.7
1973.7
1975.5
1973.7
1975.5

第三届

党委书记
党委副书记
党委副书记

韩志青
金厚初
姜永昌

1978.6
1978.6
1978.6

 

第四届

党委书记
党委副书记
党委副书记

程国藩
 
 

1981.4
1981.4
1981.4

 

第五届

党委书记
党委副书记

 
晏秀英

1984.6
1984.6

 

第六届

党委书记
党委副书记

巴延年
晏秀英

1986.12
1986.12

 

第七届

党委书记
党委副书记
党委副书记

晏秀英
韩子键
朱志远

1993.11996.11
1993.1
1995.5
1995.5
1996.11

 

党委书记
党委副书记

沈文庆
陆晓峰

1996.11
1996.11

第八届

党委书记
党委副书记

沈文庆
陆晓峰

1997.10
1997.10

 

第九届

党委书记

陆晓峰

2002.1

未设副书记

第十届

党委书记

陆晓峰

2006.32008.9

未设副书记

党委副书记

李燕

2008.9

副书记主持工作

3:历任所长、副所长

任数

职务

姓名

任职时间

备注

第一任

所长
副所长
副所长
副所长

苏平
卢鹤绂
吴征铠
郑昌时

1960.11
1959.6
1956.6
1960.9
1964.1

 

第二任

所长
副所长
副所长
副所长

(空缺)
金厚初
 
石双惠


1978.6
1978.6
1978.6

 

第三任

所长
副所长
副所长
副所长
副所长
副所长
副所长

(空缺)
金厚初
 
石双惠
张家骅
黄天生
程晓伍


1978.6
1978.6
1978.6
1980.8
1980.8
1980.8

 

第四任

所长
副所长
副所长

张家骅
 
 

1981.9
1981.4
1981.4

 

第五任

所长
副所长
副所长
副所长
副所长

程晓伍
刘文学
陈福根
罗永泰
姚志铨

1984.5
1984.6
1984.6
1984.6
1985.9

 

第六任

所长
副所长
副所长
副所长
副所长

杨福家
沙振元
姚志铨
蒋鲁冰
梁代骅

1987.8
1987.8
1987.8-1992.7
1989.3
1989.3-1992.7

 

第七任

所长
副所长
副所长
副所长
常务副所长
副所长
常务副所长
副所长

杨福家
沙振元
蒋鲁冰
曹珊珊
石双惠
诸顺林
徐洪杰
石双惠

1992.7
1992.7-1995.7
1992.7-1993.7
1992.7
1993.7-1995.5
1993.7-1996.11
1995.5
1995.5-1995.10

 

第八任

所长
常务副所长
副所长
副所长
副所长
副所长

杨福家
徐洪杰
沈文庆
()
曹珊珊
朱志远
侯仁錩

1996.11
1996.11
1996.11
1996.11
1996.11
1996.11

 

第九任

所长
副所长
副所长
副所长
副所长
副所长

徐洪杰
朱志远

陆晓峰()
赵振堂
沈文庆
查连芳

2001.5
2001.5
2001.5
2001.5
2001.5-2001.8
2002.3

 

第十任

所长
副所长
副所长
副所长
副所长

徐洪杰
赵振堂

陆晓峰(兼)
李燕
胡钧

2005.6
2005.6
2005.6-2008.9
2005.6
2006.6

 

(三)建所初期的主要管理者和科学家

苏平19212001),男,安徽桐城人,1939年参加革命,同年9月入党。解放后,先后担任上海市公安局机关政保处长、文教保卫处长、政治部副主任(局党委委员)。19596月调任上海技术物理所所长,8月调任筹建中的核所党支部书记,全面负责筹建工作。当时面临着队伍的组建、规划的制订、选址勘探、征地办证、基建设计、土建施工,以及组织机构的设置、研究方向的确立、各类人员的培训、科研设施的研制与加工等一系列问题,在苏平的带领下,各项工作在很短的时间里相继全面展开。1960年底,苏平被正式任命为所党委书记、所长,随即提出“8年看3年、3年看头年(根据国家计委立项要求,建所规划分三期实施,第一期工程定为8年),推动筹建工作全面进入快节奏状态。至1964年底,101102103104105等实验楼,以及行政办公楼、实验工厂、水电煤气供暖等辅助系统的厂房,相继全部建成(建筑面积为42684平方米);我国第一台自行设计研制的1.2回旋加速器顺利出束、14000镭当量钴源安装就绪,正式投入运行;实验室建设不断完善,科研工作全面展开——基本建成了一个以低能核物理、放射性同位素和射线应用、探测技术与探测仪器、原子能化学研究为主要领域的综合性研究所。

卢鹤绂19141997),男,辽宁沈阳人,教授、中国科学院院士。1936 年毕业于燕京大学物理系,1941 年获美国明尼苏达大学哲学博士学位后回国,先后在中山大学、广西大学、浙江大学、复旦大学等高等院校任教。1957年回到复旦大学,被任命为原子核物理教研室主任,参与了原子能系的筹建。19596月被任命为核所副所长,参加核所的筹建工作。作为建所初期主管科技工作的副所长,卢鹤绂提出要加强科研骨干队伍的建设,相继从国内外动员说服了一批科研骨干力量来到核所工作,并从复旦大学引进了一批骨干教师。根据国家科技发展要求,在多方研究论证的基础上,他牵头确定了核所的学科方向:以低能核物理和放射性同位素及射线应用研究为主,并相应地开展原子能化学、加速器、核探测器和核仪器的研究。

金厚初19192004),男,安徽青阳人,19387月参加革命,同年加入中国共产党。1960年底调入科技系统,参加核所筹建工作,先后任核所计划处处长、党委副书记、副所长。作为核所第一任计划处处长,他在建所之初大规模基本建设开始的同时,就着手落实科技队伍的组建与培养、研究与技术系统的机构设置、方向任务与研究课题的选择、研究设施的研制与加工等工作。联系安排部分科技人员到复旦大学、交通大学、华东化工学院、北京401所(现中国原子能科学研究院)等相关实验室学习和工作;组织举办调研报告、开题报告会,逐步建立了研究项目的调研、开题、立项、检查、鉴定、结题的管理程序,使所的科研生产、科技管理很快进入有序运行。1974七二八工程进入研制攻关时期,担任核电站燃料元件组件试验件项目攻关组组长,经过一年多的艰苦努力,终于取得成功,该项目获1977年上海市科学大会重大科技成果奖、1978年全国科学大会科技成果奖。

黄天生19211990),男,上海松江人,中共党员,电信专家和加速器专家,正研级高级工程师。1938年至1942年就读上海交通大学电机工程系。1945年以电信工程师身份赴美国康乃尔大学和加拿大贝尔电话公司学习进修;1946年底回国后,在前交通部电信总局主管全国长途电话设备。解放后,担任上海电话公司、上海市市内电话局副总工程师兼计划室主任。19597月,调任核所总工程师兼加速器研究室主任,领导完成我国第一台自主研制的1.2回旋加速器,为所的学科建设和发展奠定了基础,同时培养出了一支加速器科技队伍。1980年任副所长,主管全所工程技术工作。

三、学科方向调整和演变

(一)创建时期(19581981年)

建所伊始,根据国家科学技术发展要求,上海市确定的核所方向任务是:以放射化学研究为主,并开展低能核物理和同位素应用研究,同时建立一个为上海市服务的辐射中心和放射性同位素贮存、加工、分装中心。1961年初,为贯彻中央关于调整、巩固、充实、提高的八字方针,上海市委和市政府组织华东地区以及北京、上海的专家对核所建所的方向、任务、规模和进度计划等进行了研究和调整,确定了方向任务:以低能核物理和放射性同位素及射线应用研究为主,并相应地开展原子能化学、加速器、核探测器和核仪器的研究。

19647月,主要科研设备——国产第一台1.2回旋加速器调试成功,达到设计指标,并于同年9月通过国家验收。在此前后,1.5MeV电子静电加速器、辐射用钴源装置、放化大楼、物理大楼以及其他配套工程相继建成,按1961年确定的方向,核所科研工作得以全面开展。到1965年,已经形成了一支395人的科技队伍,建立了研究和技术系统。研究系统设置了低能核物理、放射性同位素和射线应用、探测技术和探测仪器、原子能化学等四个研究室;技术系统设置了以加速器研究、运行为主的101室和以辐射监测、防护研究、管理为主的103室,以及实验工厂和动力科。

1973年,随着上海市七二八工程建设的需要,核所的方向任务进行了重大调整:以完成30万千瓦核电站工程的研究、设计和试验为主,并积极承担低能核物理、辐射化学、核电子学和放射性同位素四个方面的研究。同时,上海市物理所与核所正式合并,参加七二八工程的物理所和国内有关单位的人员350多人搬至地处嘉定的核所工作。全所除保留低能核物理室(一室)、放射性同位素和射线应用室(二室)、核电子仪器和探测技术室(三室)之外,将原子能化学室改组成反应堆化工与放射化学研究室(四室),增设反应堆结构与材料(五室)、系统及动力装置(六室)、反应堆物理(七室)、反应堆控制与仪表(八室)、技术安全(九室)等五个研究设计室,以及反应堆主厂房设计室(十室)。19747月,经上海市委批准,将核所承担七二八工程设计的五室至十室六个专业室和所工程组共317人,成建制地迁至市区,组建成上海市七二八工程设计队,单独开展设计工作。同时,核所将五室至八室各留下一个专业组共100余人,合并组成核所反应堆试验研究室(十三室),从事七二八工程反应堆物理、水力、材料腐蚀、控制棒对中等试验研究。1975年下半年起,七二八工程零功率反应堆等试验台架在核所建成,陆续投入试验研究。因七二八工程设计而受到冲击的核物理、放射化学和辐射化学、同位素和射线应用、核探测器和核电子学等方面的研究也逐步得到恢复和发展。

19781月,核所重新划归中国科学院后,所的科研方向逐步确定为:以核科学技术及其应用和发展研究为主,并积极开展核物理的实验和理论研究。这个方向得到了19829月由中科院数理学部组织的学部委员和国内有关研究院所、高等院校20多位知名专家组成的学术评议组的肯定。

(二)调整时期(19821997年)

针对长期以来核所科研课题存在的多而小、小而散,互相牵制、力量分散等状况,从1982年下半年起,核所连续几年对科研课题进行清理,通过广泛调研和深入论证,遴选、突出重点项目,予以择优支持,并积极争取承担国家和中科院重大项目或其子项目。与此同时,在中科院和上海市的支持下,利用有限的科研经费,努力改善科研装备,加强实验室建设,为科研工作的开展提供了积极的支持。1983年起,核所开展了成果推广和技术开发活动,将多年积累的有应用前景的科技成果逐步开发成科技产品,直接为社会经济建设服务。19849月,成立了核所第一个也是中科院较早的技术开发企业——中国科学院上海核技术开发公司。

1992年,按照中科院一院两种运行机制的方针,核所进一步明确了发展方向,即:以核技术应用为主,加快步伐投入国民经济主战场,同时保持一支精干的科研队伍,开展具有国际先进水平的基础研究,并争取有所突破。具体发展模式概括为“3×31”,即科技开发要走内外联合、集约经营的道路,逐步形成辐射技术和辐射加工、核电子仪器仪表和放射性药物等三个有一定实力和影响的高技术产业集团;科研工作要办好基础物理联合实验室、辐射化学开放实验室和核分析技术开放实验室等三个重点实验室;并着重抓好放射性药物研制、计算机断层扫描技术的工业应用和自由电子激光用户装置等三个大项目;全所要朝着应用研究和技术开发为主的方向前进。

为推动国家和本地区科学技术和经济的发展,建设开放性的、面向多学科基础研究和新技术产业开发的核技术大科学用户装置,是一个国立核科学技术综合性研究所责无旁贷的任务。1994年开始,核所开始了争取第三代同步辐射光源大科学工程项目的征程。1994年初,核所向中国科学院和上海市人民政府提交了《关于在上海地区建设第三代同步辐射光源的建议报告》。19952月,杨福家所长联合谢希德、王志勤等向上海市政协提交了《在上海建造第三代同步辐射光源》的提案,立即得到上海市的支持,并原则同意上海市负责三分之一的投资。19953月,中国科学院院长路甬祥与上海市市长徐匡迪达成了中国科学院和上海市人民政府联合向国家提出在上海建设一台性能一流、规模中等的第三代同步辐射光源的共识。19956月,上海同步辐射装置可行性研究工作正式起动,核所抽调了30多名加速器技术和实验核物理骨干人员,在可行性研究工作组的领导下,与中科院高能物理所参加该项工作的同志一起,经过一年多的努力工作,圆满完成可行性研究项目。19964月,中科院和上海市共同向国家计委报送了关于申报上海同步辐射装置(SSRF)工程项目的意向性建议书的请示199610月又向国家计委报送了关于开展上海同步辐射装置预制研究的请示19976月,国家科技领导小组批准了上海同步辐射装置(SSRF)的预制研究。上海同步辐射装置(SSRF)建设是核所难得的发展机遇,对所的发展方向具有重大影响。在争取SSRF项目的过程中,所的学科方向也酝酿着相应的凝练与调整。

(三)知识创新工程时期(1998—2005年)

以争取上海同步辐射装置大科学工程项目为契机,落实中科院进行结构性调整、实施知识创新工程的要求,核所凝练学科方向与发展目标,于199810提出了《上海原子核研究所定位试点方案》,其战略定位和发展目标是将核所建设成国内一流、国际先进的兼顾基础性研究和应用开发的科学研究基地;总体模式是以基础研究和应用基础研究为主,以中试型开发研究和高新技术产业为辅;主要学科方向是:同步辐射光源、束线技术及相关应用研究,极端条件下的核物理和同步辐射核物理,核技术及交叉学科,同位素和辐射化学。经中科院基础局组织的定位试点评审,19991月,核所被中国科学院认定为第二批科研基地型研究所试点单位之一(基础研究基地型研究所)。

19983月,国家计委正式批准SSRF预制研究,总经费8000万元,其中国家投入2000万元,上海市投入6000万元;1999114,上海同步辐射装置(SSRF)预制研究工作全面启动;20007月,国家科教领导小组要求继续开展研究,SSRF工程立项工作遭受挫折,转入由中科院支持的预制研究二期阶段。20015月核所向中科院提交了《上海原子核所知识创新工作方案》并获得批准,成为中国科学院知识创新工程试点单位。核所试点工作总目标:用10年左右时间,将核所建设成国际先进、有中国特色的民用非动力核技术研究基地,使之成为全国乃至世界的诸多学科前沿和高技术研究的中心以及高级人才的培养基地;并经若干年的努力,到2015年前后,把核所建设成为国际一流的核技术科学研究机构。为适应这一目标,核所学科方向调整为三个学科领域、七个研究方向:

1.先进光源和束线、先进离子束的科学与研究技术

1)先进光源和束线的科学与技术研究

2)先进离子束的科学与技术研究;

2.核物理及交叉、边缘学科研究

1)核物理实验和理论研究

2)基于核技术与纳米技术的交叉、边缘学科研究;

3.核技术科学的应用研究

1)放射性药物研究

2)辐射改性新材料研究

3)应用加速器的研制及先进探测技术研究。

2003 年,经中国科学院批准,核所更名为中国科学院上海应用物理研究所。这标志着所学科方向的重大调整,即从传统的核技术科学研究为主,转向以第三代同步光源、新型自由电子激光和先进离子束装置的研制及其相关的学科研究为主要学科方向。以此为契机,应用物理所提出了面向世界科学前沿开展科学平台的建设和运行及相关应用研究,面向国家社会经济需求开展核技术应用研究及其产业化的发展战略,进一步明确所的定位和学科发展方向。

2003年,中科院重新启动上海光源(SSRF,原名上海同步辐射装置)工程的立项工作。在中科院和上海市的领导下,应用物理所以举所体制,领导分工把关,各研究室和职能部门密切协同,全力推动上海光源的立项工作。2004 1月国务院批准项目建议书,上海光源国家重大科学工程正式立项;2004 11月国家发展改革委批准工程可行性研究报告;200412月国家发展改革委批准工程初步设计与概算报告,中科院批准工程开工报告;20041225,上海光源(SSRF)国家重大科学工程开工典礼在浦东张江隆重举行,上海光源工程正式破土动工。

借助上海光源正式立项开工建设的大好机遇,2004年,应用物理所进一步提出了以两个园区的有机整合为核心的新阶段及未来十五年发展框架,由此基本确定了创新三期方案的框架,启动新一轮学科目标的凝炼和科研结构的调整。2005年,应用物理所制订了《中长期发展战略规划(2011年-2020年)》和《知识创新工程三期工作方案》,确定所的发展目标为:计划用15年左右时间,将上海应用物理研究所建设成以应用为特色、国际先进、有中国特点的基于核技术(加速器)科学的多学科综合性科学研究基地;创新三期学科方向调整为四个:先进光源和束线的科学与技术研究,基于N&NBIU(核技术与纳米、生物、信息和成像、超快技术)汇聚技术的交叉科学研究,核物理实验和理论研究,核技术科学的应用研究

 

四、建所以来主要科研成果

(一)概况

建所以来获国家级或院(部)级奖的成果140多项,其中:国家科技进步一等奖1项(合作参加),国家科技进步二等奖3项、国家科技进步三等奖4项(其中2项合作参加);国家自然科学二等奖2项(其中1项合作参加),国家自然科学三等奖2项;中科院重大科技成果一等奖2项,自然科学一等奖2项,科技进步特等奖一项(合作参加),科技进步奖一等奖4项(其中1项合作)。

1985年以来,共申请专利169个,其中发明专利132个、实用新型专利37个;获得授权的专利共81个,其中发明专利44个、实用新型专利37个;共转化4个专利,其中发明专利2个、实用新型专利2个,转让经费共150万元,预计产业规模共约1000万元以上。

参与制订国家标准2个、行业标准2个。

(二)重大项目和科技成果简介

1.承担七二八工程(秦山30万千瓦核电站)方案的设计、反应堆试验研究和关键部件研制

根据周恩来总理上海要搞核电站的指示,197028核所分管业务的党委委员吴桂刚同志参加了由上海市革委会科技组召开的专题会议,在这个会议上把建设核电站任务定名为七二八工程19701215197199,周恩来总理先后两次在北京听取了上海七二八工程汇报,吴桂刚同志参加汇报小组并作工作汇报。1971913,建于核所的熔盐堆零功率物理实验装置首次达到临界状态。

为了建设七二八工程(30万千瓦压水堆核电站),197212月,上海市革委会科技组提出需要建立一个有一定规模的研究、设计、试验基地。19734月,经上海市和二机部研究并报国务院批准,将核所由二机部划归上海市领导,所的方向任务也转向以完成30万千瓦核电站工程的研究、设计、试验为主。同时,核所和上海市物理研究所合并,物理所和国内有关单位参加七二八工程会战的人员共350多人全部从市区搬至核所工作。1973年,核所完成了七二八工程方案设计,以及压水堆零功率物理、反应堆水力学、反应堆结构材料动水腐蚀、反应堆控制棒对中等四个主要试验台架的设计。

1974331,周恩来总理主持中央专委会会议,第三次听取关于七二八工程的情况汇报,审查并原则批准了30万千瓦压水堆核电站方案。413,国家计委根据中央专委会决定,将七二八工程正式列入国家计划,由上海市负责建设,二机部归口。为了使七二八工程核岛及主要设备设计队伍与设备研制单位和常规岛设计单位便于联系,上海市决定另行成立七二八工程设计队,单独开展设计工作。核所作为该项工作的主要会战单位,于19747月派出承担七二八工程设计的六个专业室和所工程组317人,成建制地转入七二八工程设计队,同时所内继续承担七二八工程零功率反应堆、水力台架、控制棒对中台架、动水腐蚀台架的设计、试验任务。

19741986年,核所相继完成了反应堆零功率物理试验、反应堆及燃料组件水力特性试验、反应堆结构材料腐蚀试验、反应堆控制棒冷态对中试验、核燃料组件试验件及其定位格架研制、一回路水质控制研究、核电站核测仪器和核安全控制仪器研制等130项试验、研究、攻关任务,占七二八工程核岛部份试验攻关任务的60%多。19901126,秦山核电站首次物理启动模拟试验在核所获得成功,试验秩序、方法完全符合国际压水堆核电站物理启动规范,为核电站的正式启动奠定了良好的基础。19911215,我国第一座自行设计、建造的核电站正式并网发电。

核所完成的上述七二八工程试验研究、攻关任务,曾多次获全国科学大会、上海市、中国科学院和国防科委重大科技成果奖等奖项。

2.研制1.2固定能量回旋加速器并改造为30MeVP)等时性可变能量回旋加速器工程

核所1.2m回旋加速器是我国自己设计制造与安装调试的第一台回旋加速器。该加速器于1959年动工兴建,1962年开始安装,1963年进行调试,19649月通过国家级鉴定,并于当年11月投入运行。

由于1.2m回旋加速器是一台经典回旋加速器,限制了质子能量的提高和能量可变,为了进一步改进其性能,扩展研究应用范围, 1978年确定把该加速器改造为30MeV扇形聚焦可变能量回旋加速器19801981年列入中科院重点科研项目,1983年底按计划改造完成,并于19843月通过鉴定验收。改造后,质子能量从原来单一的6.8MeV提高到1030MeV范围内连续可调,每改变一个能量点的时间在13小时内,成为当时国内能把质子加速到最高能量的加速器,束流性能达到了国际上同类型加速器的较好水平,在回旋加速器的主要工艺与技术上进入了国际先进行列。1985年获国家科学技术进步二等奖。

改造后,利用该加速器取得一批重要研究成果,如在核物理基础研究方面,用25MeV质子束轰击铍靶作中子源,通过204Hg(n,2pn)202Pt204Hg(n,3He)202Pt反应,首次合成我国第一个发现的新核素202Pt;又如在放射性同位素研制方面,在国内首次用28.3MeV质子束研制成功201Tl等。

3新核素Pt-202的合成与鉴别

利用核所30MeV扇形聚焦可变能量回旋加速器和一台专用于放射性本底测量的高纯锗探测器的实验设备,通过25MeV的质子轰击铍靶产生平均能量为21MeV的中子,与204Hg作用,经过核反应合成新核素202Pt。核所于1991年底在实验上合成的新核素202Pt,是中国科技人员发现的第一个新核素,使我国在这个前沿领域中作出了自己的贡献,论文刊登在1992Z.Phys.杂志上该核素已被两家著名的核素图出版社收集到最新版本的核素图中。与185Hf等新核素(中科院近代物理所)共同被评为1992年度全国十大科技成果之一,并获1994年度中国科学院自然科学一等奖、第四届吴有训物理奖、1999年度获国家自然科学二等奖。

4.超灵敏小型回旋加速器质谱计

加速器质谱计(AMS)是指分析灵敏度极限达到10-18-10-21mol的超灵敏质谱计,其探测的丰度灵敏度在10-12-10-15范围。世界上的加速器质谱计装置有40—50台,几乎全部采用串列式加速器。

核所从1985年底开始研制超灵敏小型回旋加速器质谱计。在中国科学院、国家基金委等资助下,经历了可行性研究、新颖回旋加速器研制、新颖加速器质谱计研制、加速器质谱学研究四个阶段,提出了一系列创新的设计思想和独特的技术路线,逐个解决了关键技术难题,达到了预定的技术指标,成功地建成了世界上第一台超灵敏小型回旋加速器质谱计(SMCAMS),这也是国际首台负重子回旋加速器。

SMCAMS在总体上和关键技术均为国际首创。其设计思想新颖、技术路线独特,是一项技术难度很大,创新含量很高的发明成果。所采用的高次倍频三角波形加速电压,设计的新颖加速结构和磁体结构,实现的不同粒子的快速交替加速和建立的精确测定14C的加速器质谱学方法均为我国在回旋加速器和加速器质谱计领域的技术、理论和方法上的成功尝试,使我国的回旋加速器质谱计研究水平居国际领先地位。SMCAMS具有测量精度高、结构简洁、造价低、无污染等优点,已成功地测量了一批包括马王堆在内的考古样品和古代地质样品,其1%的测量精度和25个/秒的14C计数率表明SMCAMS已达到国际串列加速器质谱计日常测量的较好水平。2000年获中科院科技进步一等奖。

5DNADNA-蛋白质复合物结构的扫描探针显微学研究

核所从1988年开始,经过二年努力,成功研制我国第一台国产数字化的新一代扫描隧道显微镜(STM),对高序石墨(HOPG)的STM测定表明横向空间分辨率为1A(0),达到国际先进水平。应用于DNA结构的研究中获得了非常清晰的鱼精子天然DNA图像,在原始图像中即可分辨DNA双螺旋的大沟、小沟等结构细节,测量的结构参数稳定,且与公认的X衍射分析数据相当一致。该项成果获得1990年上海市科技进步一等奖。

19921993年期间,利用该STM装置,通过物理学最新方法与分子生物学研究的结合,首次在分子结构水平上证实了DNA新构型——平行双链DNAP-DNA)的存在;首次获得了DNA合成过程的分子图像;首次揭示了真核基因调控过程中DNA形成环结构的现象。1994年度获中科院自然科学奖一等奖。

6重离子核反应的集体效应、奇异核产生及其性质研究

重离子核反应的集体效应、奇异核产生及其性质的研究属核物理学科内重离子核反应和核结构领域。研究的重点是中能核-核碰撞动力学与同位旋相关的物理,这也是目前世界上核物理研究的前沿和主要课题之一。主要包括中能区重离子核反应集体效应、动力学演变、奇异核反应的产生截面、奇异核的性质及其描述等方面,在实验和理论上都作了深入、系统的研究。该项目通过广泛的国际、国内合作,实验和理论研究紧密配合,在以上几个方面获得了一批具有重要科学价值、具有国际先进水平的研究成果,发表了一批高水平的学术论文,得到了国内外同行的广泛引用。主要成果:1)给出了世界上目前拟合低中能核反应总截面(从而导出奇异核半径)的最佳公式。2)创立了用输运理论(Boltzmann-Uehling-Ulenbeck方程)研究核反应总截面的新方法,从而首次提供了从核反应总截面中提取核态方程和介质中核子核子作用截面的可能。初步解决了国外通常使用Glauber模型从中能反应总截面提取核半径时存在的问题。3)发展了新的通过方位角分布和方位角关联一起来决定反应平面离散的新方法。4)发展了相对论平均场理论来研究丰中子核的晕中子效应,用加入对称势的主体归一化来计算奇异核内核子分布的新方法。5)对轻反应系统通过集体流、转动、挤出等集体效应及轻系统多重碎裂的研究,导出核态方程和介质中核子核子相互作用截面的有关结论。6)给出了产生当时世界上最重要的奇异核次级束的实验截面并发表了可以用于拟合和预言奇异核次级束截面的计算模型。1997获年度中国科学院自然科学奖二等奖,2001年度获国家自然科学二等奖。

7放射性药物和标记化合物的研制

核所长期从事放射性药物、放射免疫试剂盒、同位素标记化合物的研究和开发工作,自上世纪六十年代初在国内首先利用加速器研制出67Ga123I201Tl111In等多种核素药物以来,取得了多项重要研究成果:(11970年研制出第一个载入国家药典的加速器药物67Ga-枸橼酸镓注射液;(2研制成功了198Au35S137Cs51Cr203Hg等丰中子核素,198Au胶体金、203Hg-新醇和51Cr-铬酸钠注射液通过卫生部鉴定并被收入1978年版中国药典;(3)研制出72As24Na197Hg42K54Mn56Co57Co68Ge111In67Ga7Be201Tl123I等缺中子放射性核素,心肌显像药物201Tl注射液、肿瘤显像药67GaCit注射液和123I NaI注射液列入卫生部部颁标准并获得卫生部药证;(4)在国内首次研制成功11C核素及11C标记的一氧化碳、二氧化碳、氰化钾、氨基酸、羟酸、葡萄糖等标记化合物,用于肺、胰腺、肾、心肌、脑等正电子显像;(5)研制成功近20014C3H35S32P等放射性核素的标记化合物,对于生物工程、医学等生命科学的基础研究起了极大的推动作用;(6)在国内首次研制成功游离三碘甲腺原氨酸FT3和游离甲状腺素FT4放射免疫药盒,被列为国家级重点推广项目;(7)在国内首次研制成功188W/188Re发生器,装载量达到37GBq,长期稳定性好,指标达到国际先进水平,为推广应用188Re放射性治疗药物打下了坚实的基础。以上研究成果获得国家科技进步二等奖一项,中科院科技进步奖一、二、三等奖多项。

8.岩性密度测井、自然伽玛能谱测井方法和仪器

核所与江汉测井所于1983年开始联合攻关,研究成功了岩性密度及自然伽玛能谱测井方法并研制出仪器,打破了外国公司对我国的技术垄断,填补了我国测井技术空白。项目于1987年通过鉴定,整个系统达到了20世纪80年代初国外同类仪器的技术水平,在国内处于领先地位。19858月至1988初,使用研制出的样机总共测量了近40口井,所测资料得到江汉、江苏、长庆等油田测井专家的一致好评,地质效果显著,取得了良好的经济效益和社会效益。岩性密度测井方法和仪器于1988年获得中科院科技进步一等奖,自然伽玛能谱测井方法和仪器于1988年获得上海市科技进步一等奖。

9上海光源(SSRF)国家重大科学工程

上海同步辐射光源(简称上海光源;英文全名为Shanghai Synchrotron Radiation Facility,缩写为SSRF)是第三代中能同步辐射光源,其设计性能位居国际前列,是由中国科学院与上海市人民政府共同向国家申请建造的国家重大科学工程,由应用物理所承建(项目法人单位)。上海光源是我国迄今为止最大的大科学装置和大科学平台,在科学界和工业界有着广泛的应用价值。它具有建设60多条光束线的能力,可以同时向上百个实验站提供从红外光到硬X射线的各种同步辐射光,具有波长范围宽、高强度、高亮度、高准直性、高偏振与准相干性、可准确计算、高稳定性等一系列比其他人工光源更优异的特性,可用以从事生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、凝聚态物理、原子分子物理、团簇物理、化学、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究,以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断和微加工等高技术的开发应用的实验研究。

上海光源工程的建设内容包括一台能量为150MeV的电子直线加速器,一台周长为180米、能量为3.5GeV的增强器,一台周长为432米、能量为3.5GeV的电子储存环,首批建设的7条光束线和实验站,公用设施以及主体建筑和辅助建筑。坐落在上海浦东张江高科技园区的张衡路239号,占地面积约20万平方米(300亩)。经国家批准,上海光源工程于20041225日正式破土动工,建设周期52个月。建筑安装工程和公用设施工程于2006年底完成;直线加速器于20076月完成调束并达到指标,增强器于2007105日成功实现3.5GeV升能并现已基本完成调束工作,储存环调束于20071224日成功实现束流储存并出光,并先后实现3GeV@100mA2GeV@200mA1.5GeV@300mA3.5GeV@100mA试运行;光束线站全面进入设备加工与安装阶段,其中前端区已于200712月完成隧道内安装,X射线小角散射线站、X射线衍射线站先后于2008512日、65日初步调试成功。

五、研究生教育和人才培养

(一)研究生教育

应用物理所研究生教育始于1964年,当年共招收物理专业研究生2人:复旦大学刘根宝、西安交通大学胡序胜,导师分别为程晓伍、张家骅。此后因“文革”停止招收研究生。文革后,1978年重新恢复招收研究生,首批招收人数为4人,均为物理专业的硕士研究生;随着所学科发展和导师人数的增加,研究生培养规模逐步上升。从1981年起,适时申请增设学位授予点,至2008年己经拥有3个博士、7个硕士学位培养点,硕士培养点为粒子物理与原子核物理1981、无机化学1981、核技术及应用1993、光学工程2006、电磁场与微波技术2006、信号与信息处理2006、生物物理2008);博士培养点为粒子物理与原子核物理1981、无机化学1993、核技术及应用2000。历年来培养硕士毕业生265人、博士毕业生230人;2008年在读研究生345人,其中硕士生189人、博士生156人。2007起开始招收外国留学生,年内招收物理专业留学生3人。

(二)人才培养与队伍建设

建所之初全所约有97名科技人员,到1976年前后人员规模达到1492人,其中科技人员869人。自2001年进行创新试点以来,按照中科院要求,研究所逐年精减事业编制人员,截止200712月底应用物理所共有职工706人,其中中国科学院院士1名、专业技术人员493名、研究员68名、博士学位119名、导师92名。历年来有4人获得国家级有突出贡献中青年专家荣誉称号,3 人入选百千万人才国家级人选,14人获中国科学院科学院百人计划荣誉称号,4人获得国家杰出青年基金,90人获得国家政府特殊津贴,另有数十人次获得其他省、部级人才奖励和荣誉称号。

经国家人事部审批同意,分别于1989年设立物理学博士后科研流动站,2003年设立核科学技术博士后科研流动站。截止20087月底,研究所共招收博士后研究人员47名,其中2名为与企业博士后工作站联合培养。历年来,博士后研究人员在站期间共申请到国家、中科院和上海市各类博士后科研工作资助21项,4人次获得中国科学院优秀博士后上海市优秀博士后称号。

六、国际合作

应用物理所自上世纪60年代开始开展国际学术交流活动,改革开放以后国际学术交流稳步发展,经过40多年的发展,国际合作已经成为应用物理所学科建设和发展的重要组成部分,应用物理所围绕上海光源等大科学装置以及所优势学科、交叉学科及相关高新技术领域,开展多层次全方位的国际合作。

从上世纪80年代初开始,应用物理所(核所)与意大利核物理研究院(INFN)在核物理和核技术等领域开展了近20年的紧密合作。自19967月与美国劳伦斯伯克利国家实验室签署首个国际合作协议以来,应用物理所(核所)已与国际上二十多家一流的科研机构、大学和先进光源装置签署了合作协议或合作备忘录。(注:附图8

所优势和重点学科紧密跟踪国际前沿,上世纪八、九十年代参加了十多项国际原子能机构(IAEA)协调研究项目(CRP),1997年加入中美高能物理合作计划,2000年加入中日据点大学合作计划,2001年加入RHIC-STAR国际合作组,2007年加入探索中微子质量起源的重要国际项目——CUORE

1986年首次举办国际原子能机构亚太地区辐射应用学术研讨会以来,应用物理所(核所)成功举办了十几次有较大影响的大中型或系列国际会议,如1994年举办的第四届国际核子微探针学术会议和2006年举办的第十九届极端相对论性核-核碰撞国际会议等。

七、园区建设和创新文化建设

(一)园区建设

上海应用物理所拥有两大园区,分别坐落于上海市张江高科技园区和上海市科技卫星城嘉定区,占地面积共约730亩。张江园区是上海光源国家重大科学工程建设用地,占地面积约300亩,于2004年底划归我所并开始建设。嘉定园区是上海地区唯一的核科学综合研究基地,始建于1958年,占地面积约430亩,除位于上海市普陀区曹杨路146780年代初期建设的占地面积7274M2的辐照基地外,在嘉定园区周边分布了占地面积12192M2的集体宿舍、11818M2的新木桥仓库及11663M2303宿舍;园区主体部分在嘉罗公路2019号,总占地面积245667M2,园区道路布置为方格网和中轴对称格局,建筑物布局较为规正。

上世纪六十年代园区建设初期,在嘉定园区建成了以102综合实验楼为中心的南北两大部分建筑,南侧为办公生活区,主要包括行政办公楼、图书馆、青年宫(研究生宿舍)、食堂餐厅、工会俱乐部、锅炉房浴室、车队等建筑;北侧为科研生产区,主要包括101回旋加速器楼、103放化实验楼等各类实验楼、实验工厂车间、各类仓库等建筑。

上世纪七十年代为配合728工程建设,在嘉定园区科研生产区新建了112零功率实验楼、113实验楼、114实验楼;并在上世纪八十年代新建了115加速器楼,扩建了107钴源辐照楼及103加速器楼等实验楼。

在知识创新工程的支持下,2000年以来,嘉定园区经历了一波建设和改造的高潮。办公生活区新建了研究生及客座公寓、职工餐厅、学术活动中心、研究生宿舍等建筑;科研生产区的光源技术楼、109微波功率楼、102综合实验楼、113实验楼、105实验楼、电子学实验楼及信息中心楼等进行了改造;彻底改造了园区的供水及雨、污水系统;配电系统和主要道路等基础设施,并将供水及污水系统纳入了市政管网;对园区绿化进行了整改,整改后,嘉定园区内林木茂密,绿化覆盖率较高,绿树成荫,鸟语花香,生态环境质量较好。

(二)创新文化建设

1987年,时任核所所长的杨福家院士提出了奋发自强,求实创新,文明团结的核所精神,激励和引导全所干部职工将追求自身价值、个人利益与所的价值利益以及国家利益统一起来,发奋图强,锐意进取,为所的进一步发展从提高职工素质和精神层面上起到了积极的推进作用。

2001年进入中科院知识创新工程之后,核所制定了创新文化建设的工作总体目标:通过创新文化建设的不断深入,营造出敢为天下先的创新氛围、做出具有国际先进水平的科研成果,早日成为国际知名研究所。并根据所不同类型部门,提出了大科学工程倡导团队协作的精神;基础研究营造自由探索的学术氛围,倡导严肃认真的学术批评;应用研究面向市场;科技企业建立竞争向上的发展理念等具体工作要求。

2003年,以所更名为上海应用物理研究所为抓手,应用物理所进行形象标识系统(VI)的设计和导入,于2004年完成了研究所形象标识和视觉识别系统的设计,一个全新的、以创新和开放为核心价值观的形象标识系统已在全所广泛应用。

2004年实施上海光源国家重大科学工程伊始,应用物理所提出一流的装置需要一流的团队,一流的团队必须要有一流的文化,也只有一流的团队才能建设好一流的装置的要求,进一步倡导团队协作精神,培育有利于大科学工程建设的文化氛围,确保工程建设各阶段的工作顺利完成。在上海光源建设过程中,逐步培育出以上海光源精神为核心的研究所文化:可贵的奉献精神——始终把国家利益放在第一位;严谨的科学态度——实事求是、精益求精;务实的创新精神——不畏艰难、挑战一流;高效的矩阵管理——分工、分级、监督、协作;广泛的国际合作——全方位、多层次、以我为主。