引領中國束測創(chuàng)新 矢志研薪火傳承

曹笑軒

“過去也好，今天也好，將來也好，中國必須發(fā)展自己的高技，在世界高技領域占有一席之地。如果20世紀60年代以來中國沒有原子彈、氫彈，沒有發(fā)射衛(wèi)星，中國就不能叫有重要影響的大國，就沒有現(xiàn)在這樣的國際地位。這些東西反映了一個民族的能力，也是一個民族、一個國家興旺發(fā)達的標志。”這是1988年10月24日，鄧小平同志視察北京正負電子對撞機工程時說的一席話。

在鄧小平同志來視察的前夜，25歲的曹建社作為中國學院高能物理研究所的年輕同志，被領導安排在中控室值班。第二天，他有幸和團隊的其他工程人員共同受到了鄧小平同志的接見。那次接見，給曹建社留下了深刻的印象。當時作為中國的青年研工作者，他在那次講話中，真切地感受到了自己身上所承擔的責任與使命。

1986年6月來到中國學院高能物理研究所工作時，曹建社還是一位初出茅廬的年輕人，在此后的36年中，他先后擔任束流測量組組長、北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCⅡ）束流測量系統(tǒng)負責人、BEPCⅡ副總工程師、加速器中心副主任、先導專項ADS總工藝師、高能光源（HEPS）副總工藝師兼束控部主任、加速器學會理事以及加速器學會技術部副主任等職務，在支撐團隊產(chǎn)出大批服務國家戰(zhàn)略需求與重大應用的學成果的同時，為國家培育了大量高新技術后繼之才。不負時代，奮楫爭先，成就了曹建社的研人生，更讓他和研究團隊在時代的洪流中，成為中國建設重大學裝置的架海金梁。

歲月更迭

——堅守在束流測量一線

1972年8月，張文裕等18位技工作者給周恩來總理寫信，反映對發(fā)展中國高能物理研究的意見和希望。一個月后，周恩來總理在對關于建設中國高能加速器實驗基地報告的復信中指示：“這件事不能再延遲了。學院必須把基礎學和理論研究抓起來，同時又要把理論研究與學實驗結合起來。高能物理研究和高能加速器的預制研究，應該成為學院要抓的主要項目之一?！睍r隔不到半年，中國學院高能物理研究所正式成立。

1986年，曹建社從武漢測繪技大學無線電測量專業(yè)畢業(yè)，入職中國學院高能物理研究所。彼時，正是研究所的蓬勃發(fā)展時期。入職前，曹建社專攻無線電測量技術;入職后，他憑借著從小對物理的愛好、扎實深厚的理論基礎知識和較強的學習能力，迅速進入“角色”，在加速器束流診斷測量與控制技術研究中“漸入佳境”。

瞄準祖國之所需，為了中國的高能加速器事業(yè)發(fā)展，中國學院高能物理所一直在國家大學裝置建設中承擔著關鍵角色。事實上，在曹建社入職之初，中國學院高能物理所就已經(jīng)在建北京正負電子對撞機。加入中國學院高能物理所之后，曹建社開始作為其中的一分子，與這群為了中國未來研事業(yè)奮斗的研究者一起前行。多年來，他始終不遺余力且甘之如飴。

有志者，事竟成。在全所研人員的共同努力下，1990年，一個振奮人心的消息傳來了——BEPC最終順利建成運行。作為世界八大高能加速器中心之一，BEPC是我國改革開放后建設的中國第一臺重大學裝置，深受黨和國家領導人重視，取得了一批在國際高能物理界極富影響力的重要研究成果。

這項任務的完成，極大地鼓舞了曹建社所在團隊的士氣。但他明白，這一切只是開始。

隨著參加的研項目越來越多，曹建社逐漸以出色的專業(yè)能力，從一群青年學家中脫穎而出，并于1996年被任命為束流測量組副組長，1998年開始擔任束流測量組組長。

1999年6月，中國學院向國家教領導小組第五次會議提交了“中國高能物理發(fā)展戰(zhàn)略”，匯報了中國高能物理發(fā)展目標和中長期發(fā)展規(guī)劃和BEPCⅡ方案。在這一背景下，曹建社身兼重任，從2000年起擔任BEPCⅡ束流測量系統(tǒng)負責人，負責完成了束測系統(tǒng)的整體設計和安裝調(diào)試。

21世紀初期，中國的大學設備研制進入緊鑼密鼓的階段。

2009年，曹建社開始擔任BEPCⅡ副總工程師。在這一期間，他針對BEPCⅡ丟束問題，指導建立了逐束團診斷、縱向Delay等有效監(jiān)測手段，有效提高了其運行效率。

在擔任加速器中心副主任期間，曹建社分管BEPCⅡ運行。在這一期間，曹建社始終保持著手機24小時開機，以應對突發(fā)事件和協(xié)調(diào)解決出現(xiàn)的問題，無論周末還是節(jié)假日，他都會風雨無阻主持和參加每天的BEPCⅡ早間例會，確保了BEPCⅡ亮度順利達標。

亮度達標后，曹建社仍舊沒有懈怠，而是繼續(xù)組織隊伍深入挖潛，合理安排機器研究，機器運行性能不斷提高，連續(xù)3年在中國學院大學裝置設施評比中獲得第一名。后期他還組織部署了BEPCⅡ升級改進工作，有針對性地就升級改進開展機器研究。

在之前的研基礎上，曹建社的研究任務一個個接踵而來。在加速器驅動次臨界潔凈核能系統(tǒng)（ADS）項目中，也不乏他的身影。

ADS對國家核裂變能源的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。1995年，我國在中國核工業(yè)總公司技局的支持下，成立了ADS概念研究組，開展以ADS系統(tǒng)物理可行性和次臨界堆芯物理特性為重點的研究工作。在此之后，研究人員由原來的中國原子能學研究院擴大到高能物理研究所、北京大學。作為ADS項目經(jīng)理部成員，曹建社受經(jīng)理部安排，負責ADS調(diào)束工作。針對ADS項目邊研制邊調(diào)束特點，他打破常規(guī)調(diào)束思路，實行硬件調(diào)試和物理調(diào)束并行方案，先后完成了RFQ、TCM、CM1和CM2調(diào)束，并順利完成ADS達標任務。

互促成長

——從國內(nèi)合作到成立國際組織

“前途是光明的，道路是曲折的?！边@句話是對中國加速器事業(yè)的最好詮釋——這條發(fā)展軌跡，并不平坦。想要沖破桎梏，走出一條更加光明的中國大學設備束流測量道路，就不能固守單打獨斗的路線。在研隊伍和學建設更加完備的基礎上，為了讓中國的束流測量事業(yè)再上一個新的臺階，曹建社團隊選擇敞開大門，博采眾長，與國內(nèi)外的眾多研團體和研究者展開一系列合作。

2005年，針對束流不穩(wěn)定反饋這一當時國際加速器界的研究熱點和難點，曹建社團隊作為主要成員，與合肥光源、上海光源同行成功地申請到我國加速器界第一個國家重點自然學基金項目——束流反饋。這也標志著國內(nèi)加速器束流測量團隊合作與攻關序幕的拉開。此后的ADS建設，曹建社團隊又和蘭州重離子研究所的束流測控團隊緊密合作，順利完成了這項先導任務。

為學家們提供更好的研平臺，與各國展開更廣泛的研合作，既“請進來”，又“走出去”，中國學院高能物理所已成為束流測量研究領域的引領力量之一。

早在2006年初期，中國學院高能物理所就邀請了美國和日本的束測專家來現(xiàn)場參加束流測量系統(tǒng)調(diào)束，當時國外加速器領域專家的實干精神以及豐富的調(diào)束經(jīng)驗，給曹建社留下了深刻的印象。

21世紀以來，隨著現(xiàn)代學技術以及粒子動力學理論的發(fā)展，新的物理需求以及新的測量技術和方法一直在不斷地發(fā)展?？v觀國際，歐洲和美國都擁有各自的加速器束流測量專業(yè)的學術會議，但中國乃至亞洲卻沒有這樣的學術會議組織。

為了給中國的加速器事業(yè)發(fā)展提供更多交流的平臺，曹建社開始多方奔走，并聯(lián)系上海、合肥等地的國內(nèi)同行，提議共同推動“亞洲的加速器束流測量專業(yè)學術會議組織”的成立，并得到了他們的認同和支持。隨后，曹建社與日本高能加速器研究組織（KEK）同行取得了聯(lián)系，并討論了這一想法。

彼時，國際上幾個加速器會議正在合并為一個國際加速器會議組織（IPAC），在這一現(xiàn)狀下，曹建社和相關合作單位討論，決心成立國際束測會議組織。2010年，由曹建社作為3位倡議人之一的國際束測會議組織（International?Beam?Instrument?Conference，IBIC）正式成立?，F(xiàn)如今，這一組織仍在為全球的束流測量研究提供著交流平臺。

自主創(chuàng)新

——從瞄準先進到技術替代

束流位置測量系統(tǒng)是現(xiàn)代加速器所必須具備的核心系統(tǒng)之一。多年來，曹建社團隊一直前行在這一領域的自主創(chuàng)新道路上。

在智能手機還沒上市的20世紀90年代中期，采用軟件無線電技術的數(shù)字束流位置測量系統(tǒng)已經(jīng)在瑞士國家實驗室的瑞士光源（SLS）在線使用，數(shù)字束流位置測量系統(tǒng)所采用的技術和智能手機類似。在多年與國外合作與學習的過程中，曹建社團隊也在嘗試利用研究生的學習課題來開展前瞻性研究，早在10年前，他們就開始從事機器學習研究、大數(shù)據(jù)分析等，用來幫助裝置的順利運行。

近年來，雖然國內(nèi)在束流位置測量電子學系統(tǒng)研究領域有了長足的進步，但對于高精度、高穩(wěn)定性的束流位置測量應用市場，目前依舊完全被國外產(chǎn)品所壟斷。其高昂的價格和技術壁壘，在我國推動第四代同步輻射光源和自由電子激光等諸多高性能加速器建設的同時，也使得束流測量電子學成為加速器建設中的一個主要瓶頸。

2016年2月2日，高能同步輻射光源驗證裝置（HEPS-TF）工程動員會暨學技術委員會第一次會議在中國學院高能物理研究所召開。中國學院院士、中國學院高能物理研究所所長王貽芳發(fā)表動員講話，他說，作為多學研究的支撐平臺，高能同步輻射光源（HEPS）是中國學院高能物理研究所未來規(guī)劃的重中之重。

受高能光源驗證裝置經(jīng)理部安排，曹建社負責超導3W1扭擺磁鐵項目的關鍵技術攻關。團隊整合了加速器中心7個專業(yè)組力量，克服諸多困難，最終研制成功并投入在線使用。

“十四五”期間，曹建社團隊的研任務仍然艱巨。

2021年6月28日上午，在中國共產(chǎn)黨百年華誕來臨之際，由國家發(fā)展改革委立項支持、中國學院高能物理研究所承擔建設的高能同步輻射光源首臺研設備安裝。作為高能光源副總工藝師和束控部主任，除了主抓加速器工藝和束控部工作外，曹建社還重點主抓數(shù)字束流位置測量電子學（數(shù)字BPM）研發(fā)?！癏EPS束斑大小為微米量級，其束流運行軌道穩(wěn)定性要求在亞微米量級。綜合評估我們的需求以及國際形勢，我們決定以數(shù)字BPM研發(fā)為突破口，開展國內(nèi)自研。”曹建社說。

為了更好地達到這一目標，曹建社團隊成立了數(shù)字BPM研發(fā)小組。歷經(jīng)6年6版攻關，現(xiàn)如今，他們自主研發(fā)的數(shù)字BPM電子學性能與國外商業(yè)壟斷產(chǎn)品性能相當，實驗室測試閉軌分辨率優(yōu)于10納米，已全部替代了國外產(chǎn)品。目前，相關技術已批量應用于BEPCⅡ，設備的運行狀況優(yōu)良。

傳承發(fā)展

——堅守團隊研使命

從技實力落后于西方國家，到自主創(chuàng)新，在國際研界發(fā)出擲地有聲的中國聲音，中國學院高能物理所付出了幾十年的努力。而這背后，少不了像曹建社一樣的研人一代代的堅守。

如今回首一路走來的點點滴滴，曹建社始終心懷感恩?！笆紫?，我很感謝馬力同志，他作為國內(nèi)束流測控界的元老，其嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L、勤奮的工作態(tài)度和光明磊落的品性也深深影響了我，潛移默化中我從他身上學到了很多?！彼f，“其次，我還要感謝我的家人，是他們默默地奉獻，才能讓我安心忘我地工作?！碧崞鹱约旱募胰耍芙ㄉ缧睦餄M懷愧疚。

研精神薪火相傳、生生不息。在老一輩研工作者的影響下，在束流測量團隊之后的發(fā)展過程中，曹建社始終以團隊發(fā)展為重，現(xiàn)如今，團隊接班人岳軍會、隨艷峰、魏書軍、葉強、麻惠洲、何俊等人，都已挑起了大梁，延續(xù)和傳承團隊精神，為我國的大學設備研發(fā)注入光和熱。

曹建社說，新一代研人的機遇還是很好的，恰逢國家研投入的黃金期，讓他們有機會參與建設這些重大項目，機遇大，責任也大。他希望團隊的研人員都能腳踏實地，用不懈的行動服務于中國束測領域的發(fā)展。

年近60，也已臨近退休，關于未來，曹建社來不及想太多。在他看來，中國束流測量事業(yè)未來的發(fā)展?jié)撃芫薮?，他要做的就是關注當下，把團隊要做的工作認真做好，以不負年華、不負重托。

（責編：張聞）