北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(資料圖)
武鋼解密27年前為北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)生產(chǎn)特種鋼
78噸鋼材軟得能搟面條
對(duì)撞機(jī)：觀察微觀世界的顯微鏡
任務(wù) 揭秘微觀世界
正負(fù)電子在對(duì)撞機(jī)里相向高速回旋、對(duì)撞，探測(cè)對(duì)撞產(chǎn)生的“碎片”——次級(jí)粒子并加以研究，就能了解物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的許多奧秘。雖然我們還不能預(yù)言這些研究結(jié)果將會(huì)有什么樣的實(shí)際應(yīng)用，但可以相信，微觀奧秘的揭示一定會(huì)對(duì)人類的生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，就像電磁波的發(fā)現(xiàn)已成為信息時(shí)代的先導(dǎo)、對(duì)原子核的研究導(dǎo)致了核能的廣泛應(yīng)用那樣。
原理 對(duì)撞產(chǎn)生新粒子
電子對(duì)撞機(jī)是一個(gè)使正負(fù)電子產(chǎn)生對(duì)撞的設(shè)備。它將各種粒子(如正電子和負(fù)電子、質(zhì)子等)儲(chǔ)存在環(huán)形的高真空管道內(nèi)，使之以接近光速的速度沿相反方向運(yùn)動(dòng)，在指定的點(diǎn)上(靶子)對(duì)撞。通過(guò)研究高能粒子與靶中粒子碰撞時(shí)產(chǎn)生的各種反應(yīng)，研究其反應(yīng)的性質(zhì)，從而發(fā)現(xiàn)新粒子與新現(xiàn)象。
可以設(shè)想，用加速器的粒子轟擊靜止的靶，就像在一起交通事故中一輛汽車撞上另一輛停在路邊的汽車，碰撞的威力就不夠大(撞車的能量很大一部分要消耗到使停在路邊的汽車向前沖上)。如果使兩輛相向開行的高速汽車對(duì)頭相撞，碰撞的威力自然就大許多倍。基于這種想法，科學(xué)家們?cè)谏鲜兰o(jì)70年代初研制成功了對(duì)撞機(jī)。
外形 碩大的羽毛球拍
北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的外形，像一只碩大的羽毛球拍。圓形的球拍是周長(zhǎng)240米的儲(chǔ)存環(huán)，球拍的把柄就是全長(zhǎng)202米的行波直線加速器。
改造
1988年10月，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)在中國(guó)科學(xué)院高能物理所建成。
2003年底，國(guó)家批準(zhǔn)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程(BEPCII)。該工程(BEPCII)是我國(guó)重大科學(xué)工程中最具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的項(xiàng)目之一，于2004年初動(dòng)工，2008年7月完工，2009年7月通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。
應(yīng)用
目前在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、地球科學(xué)、化學(xué)化工、環(huán)境科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、微電子技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)和考古等應(yīng)用研究領(lǐng)域已取得了一大批成果：利用同步輻射光對(duì)高溫超導(dǎo)材料進(jìn)行深入研究；微機(jī)械技術(shù)方面，制成了直徑僅4毫米的超微電機(jī)，這種電機(jī)在醫(yī)療、生物和科研等方面有獨(dú)特用途。(記者張雋瑋整理)
昨日長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者獲悉，被《人民日?qǐng)?bào)》稱為我國(guó)繼原子彈、氫彈爆炸成功、人造衛(wèi)星上天之后在高科技領(lǐng)域又一重大突破性成就的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，運(yùn)用到了武鋼生產(chǎn)的特種鋼材。這是時(shí)隔27年后武鋼首次對(duì)外披露。
52歲的李東波曾參與軋制，目前任職武鋼股份熱軋總廠一分廠工藝技術(shù)室丁班作業(yè)長(zhǎng)。至今回憶起來(lái)，他仍是一臉自豪，認(rèn)為這是他33年工作經(jīng)驗(yàn)中最牛的一次軋制。
距離北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)竣工，已過(guò)去了27年。目前這臺(tái)對(duì)撞機(jī)還在24小時(shí)運(yùn)行。
據(jù)了解，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是世界八大高能加速器中心之一，是我國(guó)第一臺(tái)高能加速器，也是高能物理研究的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，由長(zhǎng)202米的直線加速器、輸運(yùn)線、周長(zhǎng)240米的圓形加速器等組成，外形像碩大的羽毛球拍。
由于涉及諸多高端技術(shù)，對(duì)撞機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)幾乎都是當(dāng)時(shí)的極限。
當(dāng)時(shí)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)所需的，是一種含碳量極低的特種鋼。在合金元素穩(wěn)定的情況下，含碳量越低，強(qiáng)度越大，可用做電磁材料。
當(dāng)年參與軋制的8名武鋼職工，現(xiàn)在僅有李東波尚未退休。他告訴長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者，那批貨重約78噸，“在軋制過(guò)程中，材料軟到能搟面條的程度，一拉就會(huì)斷，但我們要把它軋好。”
按照當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，全國(guó)可軋制的鋼廠只有武鋼一家。彼時(shí)全國(guó)首條熱連軋生產(chǎn)線“1米7工程”已投產(chǎn)10年，對(duì)軋鋼的厚度、寬度、凸度控制日趨成熟。
“軋制的前一天，我們接到通知，第二天要軋制一批特種鋼，領(lǐng)導(dǎo)叮囑務(wù)必要一次成功，但沒(méi)有告訴我們用途。”時(shí)任班長(zhǎng)、已退休的陳燕國(guó)回憶說(shuō)。那時(shí)的8人班組有3名技校生，在當(dāng)時(shí)屬于“高知”團(tuán)隊(duì)，因?yàn)檐堜摮鲥e(cuò)率小、工種熟練，被選中參與軋制。
陳燕國(guó)說(shuō)，因?yàn)闆](méi)軋過(guò)這么軟的材料，當(dāng)時(shí)“心里直打鼓”。當(dāng)年廠里的技術(shù)團(tuán)隊(duì)提醒說(shuō)，注意調(diào)整張力和軋機(jī)的高度，盡量避免“鼓泡”。8人班組根據(jù)之前的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，軋制前把各設(shè)備全部清理一遍，保證不把軟得像面條似的材料掛破。
生產(chǎn)過(guò)程持續(xù)了約1個(gè)小時(shí)，78噸特殊鋼材軋制完成。8個(gè)人圍著這批鋼材看了半天稀奇，但從外觀上根本看不出特別之處。經(jīng)過(guò)后續(xù)冷卻等處理，這批鋼材被運(yùn)往外地。
當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)的熱軋廠職工郭海洋告訴記者，遇到類似的特殊任務(wù)，萬(wàn)一軋制失敗，廢鋼要即刻銷毀，避免泄密。
1988年10月20日謎底揭曉，《人民日?qǐng)?bào)》報(bào)道北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)首次對(duì)撞成功。消息傳回武漢，李東波等人才知道自己參與了如此重要的項(xiàng)目。他回憶說(shuō)，此后熱軋生產(chǎn)線上再未軋制過(guò)類似鋼材。
2009年，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)完成5年改造，再次采用了武鋼高性能無(wú)取向硅鋼。
電子對(duì)撞機(jī)的核心器件是磁鐵，而制造磁鐵的主要材料就是硅鋼片。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的硅鋼片全部采用的是武鋼生產(chǎn)的無(wú)取向硅鋼。不僅中國(guó)高能物理界制造高速器的磁鐵材料全部是“武鋼造”，而且在出口至日本、韓國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的高能加速器磁鐵的磁鐵材料也全部是“武鋼造”。
據(jù)悉，中國(guó)新一代電子對(duì)撞機(jī)將于2020年開始研發(fā)，將是目前運(yùn)行中的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)能量的60倍。(記者張雋瑋 通訊員朱滿義)
