全世界最早X光管、探测石油层厚度的中子管……原来复旦有一个宝藏真空展

摘要：真空技术依然大有可为

硕果仅存的全世界最早X光管，探测石油层厚度的中子管，12英寸黑白显像管……复旦大学材料科学系面向本科生的《真空物理与技术》课，有一个特别环节——走进藏于光华楼的真空展览厅，目睹实物展品，了解学科历史。

近日，解放日报·上观新闻记者与复旦大学技术科学试验班的部分新生，共赴这场“真空成果”之旅。授课人正是我国真空科学的开拓者之一华中一教授的学生、材料科学系教授蒋益明。

【为新中国医疗器械填补一项空白】

上世纪50年代，被称为“痨病”的肺结核还是不治之症，医用X光管是诊断肺结核的唯一手段。我国当时还不具备制造能力，美国对X光管实行禁运。1952年底全国院系调整后，复旦大学物理系与轻工业部合作开展X光管的研制。1953年在周同庆教授领衔下，试制成功我国第一个110千伏封闭式医用X光管。经中山医院、海军411医院等十余个医院试用满意后，1956年移交南京电子管厂量产，为新中国的医疗器械填补了一项空白。

X光管的使用需要直流高压，须有高压整流管与之配套。这种整流管的耐受电压甚至要超过X光管本身。复旦首先研制出我国第一个耐受125千伏的整流管，后独立设计并制造成功“直冷式高压整流管”，它能缩小全管体积，提高使用功率，是我国独有的设计。

在“真空成果”展上，不仅可以一睹我国最早的医用X光管，还能看到全世界最早的X光管。这里既有1913年W.D.Coolidge设计的热阴极X光管，还有H·Jackson设计的“充气X光管”，1898年于美国生产。“不过，美国现在已没有这个管子，因此这里展出的是全世界硕果仅存的最早的X光管。”蒋益明说。

新中国成立伊始，我国真空工业比较落后，一些常用的真空器材都得进口。复旦试制成功了约30种国内尚不能生产的高真空设备，为上海真空工业的初期发展作出重要贡献，其中校工厂自制的“气镇泵”入选参加莱比锡展览会，“十室泵”支援了越南的建设。华中一撰写的《高真空技术与设备》于1957年出版，是我国第一本真空技术专著。1958年复旦建立电子物理专业和电真空实验室，与国家计量局等建立我国第一套真空计量国家基准。1981年，复旦设有全国唯一的“真空物理”博士点，华中一为全国唯一的“真空物理”博士生导师。

【12英寸电视显像管受到欢迎】

上世纪60年代初期，我国探测到大片油田，但其中有些油层太薄，即使钻井发现有油也不一定具备开采价值，如果耗资开发会造成很大损失，因此当时急需一种能探测油层厚度的仪器。1964年，复旦电真空实验室会同核物理、放射化学等教师，试制了一种改进的封闭式中子管，用来测量碳的含量。中子管随钻杆一起下到油田，可测出油层厚度。该中子管后来由地质部生产，对我国石油工业的发展起了重要作用。

看过黑白的电视吗？上世纪70年代，我国还没有普及彩色电视，而黑白显像管也只有对角线为9英寸的一种。当时的四机部（电子工业部）组织复旦等单位成立12英寸黑白显像管联合设计小组。“显像管是真空的，一旦尺寸变化，受力、应力都会发生改变，电子枪、电子束偏转系统等都需重新设计。”蒋益明说。华中一负责玻壳应力分布的计算机分析（防止炸裂）、偏转磁场强度分布的实验测定以及部分的电子枪设计。其中，计算真空状态下显像管玻壳应力分布（与数学系曹志浩合作）的方法，比国际上发表的成果还早一年。12英寸比9英寸显像管的电视屏幕面积几乎大1倍，生产后受到老百姓的欢迎。

如今模拟一个电场，用计算机编个程序即可，但在计算机尚未出现时，设计阴极射线管中的电子枪有很大困难。解放日报·上观新闻记者在现场看到一件特别的展品，它是复旦师生亲手制作的“电阻海”，其中每一个电阻都经过严格的实验挑选，不超过规定值的±0.2%。尽管实验条件远不及当下，科研人员对待真空研究却甘之如饴。

“现在，真空技术和许多高新技术紧密结合，比如航天技术、集成电路、能源工程等，依然大有可为。”蒋益明说。