何泽慧（1914年3月—2011年6月），物理学家，中国科学院院士。首先发现并研究了正负电子几乎全部交换能量的弹性碰撞现象，首先发现并研究了铀核的三分裂和四分裂现象。自力更生研制成功原子核乳胶探测器等多种核探测器和核电子仪器，领导建立了中国科学院原子能研究所的中子物理实验室，指导测定与裂变反应有关的基础核数据，为我国原子弹、氢弹技术突破提供了重要支撑。领导建立高山宇宙线观察站，在高能天体物理等多领域研究方面作出了重要贡献。1956年获得中国科学院奖（自然科学部分），即首次国家自然科学奖三等奖。

从清华物理系高材女生，到中国科学院高能物理所副所长，生长在江南的何泽慧凭借着不同常人的耐心和不服输的闯劲，在核物理领域参与做出了多项新发现。她善于结合实际、勇于创新，她毕生的工作为我国核物理研究打下了坚实基础。

首次观测正负电子弹性碰撞现象

19世纪末到20世纪中叶，是核物理研究在世界范围内如火如荼开展的黄金时期。1897年汤姆逊（JosephJohnThomson）发现了电子；1911年，卢瑟福（ErnestRutherford）发现了原子核；1932年，查德威克（JamesChadwick）发现了中子……探索原子核的大戏一幕幕上演，年轻的何泽慧也在这场戏里初露头角。

第二次世界大战的爆发使得刚获得柏林工业大学工程博士学位的何泽慧不得已滞留德国。1943年，她前往海德堡威廉皇家医学研究院物理研究所，在博特教授（WaltherWilhelmGeorgBothe）的指导下从事原子核物理的实验研究。

早在1928年，狄拉克（PaulAdrienMauriceDirac）就预言了正电子的存在。我国物理学家赵忠尧在研究中发现硬γ射线在通过重元素时反常吸收并伴随特殊辐射现象。1932年，安德逊（CarlDavidAnderson，1905—1991年）由此更进一步，宣布在磁云室中发现了正电子运动轨迹。正电子发现之初，人们的注意力大多集中在正负电子的湮没上。印度物理学家巴巴（HomiJehangirBhabha）在1935年曾对正负电子的散射现象做出过理论计算，1945年博特也提出过相关理论，而这一现象在实验上还是个未知数。

何泽慧果断从实验上开展正负电子的碰撞研究。她与博特的同事梅尔-莱布尼兹（HeinzMaier-Leibnitz）一起建造了一个磁云室，利用人工放射性同位素衰变释放正电子。1945年年初的一天，敏锐细心的何泽慧从她在磁云室中拍摄的上千张照片里发现了异常：⁵²Mn发射的正电子进入磁云室后呈一种近似S形状的奇特径迹。经过研究分析，何泽慧弄清楚了这是入射电子与磁云室气体分子中的一个电子弹性碰撞后改变径迹，是电子获得大量能量后沿另一方向旋转所产生的径迹。

在总长度为240米的2774个能量在25～800keV的正电子中，何泽慧观察到178次弹性碰撞。这不仅和巴巴及博特的理论计算数据基本吻合；在将近3000次电子轨迹中，她还观察到3个正电子轨迹还在飞行中就与电子湮没了，这一现象是第一次在磁云室中被观察到。这一实验值也与贝特（HansBethe）根据狄拉克理论计算的结果相吻合。

何泽慧的这一发现由钱三强在1945年9月布列斯托尔举行的国际宇宙线会议上代为宣读，并被英国《自然》期刊称为“科学珍闻”（scientific curiosity）。她所观察到的正负电子交换了大量能量的散射现象，在世界范围内是第一次。

发现重原子核的三分裂和四分裂

1946年春天，何泽慧来到巴黎，和钱三强结为夫妻。二人共同在约里奥-居里夫妇领导的法兰西学院原子核化学实验室和居里实验室开展核物理研究。他们两人一起在剑桥大学参加了1946年英国皇家学会纪念牛顿诞辰300周年及国际基本粒子与低温会议。

会议上，剑桥大学卡文迪许实验室的格林（LeslieLeonardGreen）和利夫希（DerekL.Livesey）使用核乳胶研究重原子核裂变的报告引起了钱三强的注意。在他们展示的许多照片中，偶尔出现呈三叉形状的径迹，只是被认为是α粒子而一带而过。钱三强敏锐地察觉到是否存在重原子核三分裂的可能。

早在1939年，钱三强就对核裂变有所研究。1945年，他曾前往英国跟随布列斯托尔大学的鲍威尔（CecilFrankPowell）学习原子核乳胶探测技术。和磁云室一样，核乳胶是一种粒子探测器。鲍威尔改进的特制乳胶比一般的照相乳胶层厚、密度大，单位体积的溴化银重量增加了8倍，而颗粒直径仅是一般照相乳胶的1/10，且分布均匀。钱三强很快学会了这种核乳胶的使用技术。

回到巴黎，钱三强就与何泽慧，还有两名博士生［沙士戴勒（R.Chastel）和微聂隆（L. Vigneron）］一起开始了对重原子核三分裂和四分裂现象的研究。他们先将核乳胶片置于硝酸铀酰［（UO₂）（NO₃）₂·6H₂O）］溶液中浸泡几分钟，使铀得以载入原子核乳胶中。乳胶片晾干后放到回旋加速器上用快中子或热中子照射，积累了一定数量的裂变径迹后，进行显影定影，再用显微镜观察。然而，鲍威尔的乳胶片灵敏度很高，不仅明胶中的氢氮元素在快中子和热中子照射下产生众多反冲质子和质子径迹。而且，天然放射的α粒子经铀盐溶液浸泡后，也形成了许多径迹。为了减少这些径迹对核裂变径迹的干扰，何泽慧他们冥思苦想，终于摸索到了对乳胶进行一定程度的减敏处理办法。

连续几个星期，何泽慧他们一天到晚都在做实验，一天要观察分析几百张相片。而核乳胶里的径迹一般只有1微米粗、20微米长，要观测的径迹分布在40微米厚的乳胶层中，何泽慧使用实验室最好的高倍显微镜，一遍遍地操作显微镜，对乳胶片的每一个深度、每一个视野进行仔仔细细的扫描、逐一观察。长时间操作观察显微镜不仅乏味而且辛苦，何泽慧他们坚持了下来。

在他们观察到的大量裂变径迹里，有一些三叉形状的裂变径迹。通过对三叉径迹夹角的测量演算，他们证明了三叉形状的径迹就是重原子核的三分裂，其概率约是二分裂的百分之一。1946年12月9日，他们在法国科学院周刊上公布了重原子核三分裂的研究结果。

1946年11月12日的晚上，何泽慧还在实验室工作。她在显微镜下发现，一张早前的底片里居然有一个点发出了两长两短4条径迹，这4条径迹几乎处于同一平面上。经过和钱三强长时间的讨论研究，他们确定，这是一份铀的核四分裂径迹，而原子核四分裂的概率小于二分裂的千分之一。

1946年约里奥在法国科学院会议上报告了《铀的四分裂的实验证据》，并以何泽慧作为第一作者发表。

原子核的多分裂在国际科学界引起了较大的反响，但是重原子核三分裂直到20世纪60年代后期才被物理学界接受，而多分裂直到20世纪70年代才被证实。

从零开始制备原子核乳胶

1948年，何泽慧、钱三强返回祖国。为了开展原子能基础研究，何泽慧带领着一群年轻人开始研制原子核乳胶。当时，只有英国和苏联掌握了制造核乳胶的技术。即使是核乳胶应用方法的创始人鲍威尔，也是与专业的照相乳胶厂伊尔福（Ilford）公司合作，研制出适合物理实验使用的C-2型乳胶。而当时的中国根本没有照相制片工业基础；国内的核事业还处于起步阶段，连一件像样的设备也没有，全靠研究人员自己制作。何泽慧他们只能自己动手，而她学习的专业和制造核乳胶相去甚远，在简陋贫乏的条件下，从零开始制备核乳胶对何泽慧来说，是一次巨大的挑战和创新。

制造核乳胶，前前后后一共8道工序：乳化、成熟、冷凝水洗、后成熟、涂片、干燥、检验，最后是包装，何泽慧及她直接带领的由陆祖荫、杨光中、王树芬等组成的实验小组每一道工序都亲力亲为。后来，陆祖荫改进了设备，制备乳胶只需一个人操作了，何泽慧得以从繁杂的制作过程中解脱出来。但还有很多亟待解决的技术难题，如“颗粒大小和均匀问题”“雾点问题”“颗粒聚结问题”“潜影衰退问题”“增感问题”“真空脱裂问题”“储存问题”。

何泽慧将这些问题一一列出，逐个击破。3年的时间里，他们做了420次试验，终于研制成功对质子、α粒子和核裂片都灵敏的核-2和核-3乳胶，以及探测慢中子用的核-2载硼、核-2载锂乳胶。他们研制的核乳胶颗粒均匀、本底雾少，性能品质与伊尔福C-2型乳胶相当。何泽慧与陆祖荫等由此获得了1956年国家自然科学奖三等奖。

何泽慧小组并不满足于此。伊尔福C-2型乳胶的性能远远不够记录电子的运动轨迹。何泽慧敏锐地指出：“X光底片实质上是电子光敏，有些文章说明X光胶片用的是金增感，我们可以借鉴试试。”承担提高电子灵敏度重任的孙汉城和刘惠长阅读了大量外文文献，尝试各种不同配方的试验，终于在1957年研制出接近伊尔福C-5型乳胶的核乳胶。当时，英国伊尔福和苏联都是采用氨法，卤化银的颗粒较大，而我国自主研制的用中性乳胶制的电子灵敏乳胶颗粒较小。在1960年莫斯科的国际核乳胶会议上，刘惠长、陆祖荫、王树芬用俄文做了3篇报告，得到了国际上的好评。

向新领域探索的步伐不停歇！

1956年9月，中国科学院近代物理研究所（后为原子能研究所）中子物理研究室（二室）成立，钱三强兼任室主任，何泽慧任副主任，在相当长的时期里全面负责及领导中子物理研究室的工作，为开拓我国中子物理与裂变物理实验领域并配合核武器研制作出了重要贡献。做中子物理实验比带电粒子核反应难得多。其一是中子源比带电粒子源弱，难以获得；其二是中子探测比带电粒子探测难得多，只能间接探测，而且中子穿透力强，屏蔽防护难。在那个连屏蔽用的含硼石蜡块都自己做的年代，建立一个完整的中子物理实验室，太不容易了。

越不容易的事，越能激起何泽慧的挑战心。1956—1964年，何泽慧一直领导着国内中子物理的研究工作。何泽慧不仅能把工作做好，还擅长及时抓住新的研究方向。在她的带领下，一个比较完整的中子物理实验基础打好了，配合我国核武器研制工作，测定了与裂变反应有关的重核中子截面、裂变中子能谱及裂变中子平均数等大量基础核数据，完成快中子临界装置的理论计算、临界安全计算等课题，研制成功原子弹点火中子源，为原子弹、氢弹技术突破提供了重要支撑。

1973年，中国科学院高能物理研究所成立后，何泽慧担任副所长。她关注发展新的科学生长点，领导开展交叉学科研究，推动了我国宇宙线超高能物理及高能天体物理研究的起步和发展。在她的倡导与扶持下，高能物理研究所原宇宙线研究室通过国内、国际合作，在西藏甘巴拉山建成了世界上海拔最高（5500米）的高山乳胶室；从无到有、从小到大地发展了高空科学气球，并相应地发展了空间硬X射线探测技术及其他配套技术。高空气球工程项目在1979年正式启动，在发展过程中何泽慧多次亲自参与野外的气球实验和科学观测工作，高空气球的发展过程中遇到了许多困难，何泽慧总是鼓励大家继续努力。

2001年，清华大学成立跨学科跨系的天体物理中心，在成立大会上何泽慧发表了讲话。80岁高龄的何泽慧还亲自就高能所粒子天体物理中心关于硬X射线调制望远镜卫星的立项工作给中国科学院和国家领导写信，推动了该工作的批准立项。为了纪念何泽慧对我国空间高能天文发展的贡献，我国首颗X射线天文卫星被命名为“慧眼”。

科学的意义在于创新。在科学研究中，研究者可以尽情释放自己的想象和创意，并在实验中去找到它、证明它。在何泽慧身上，我们感受到了科学创新带来的美妙。她的科学精神，将永存在每一个人心中。

（撰稿：吴紫露） 

参考文献

[1]孙汉城，刘晓，钱思进.何泽慧传[M].太原：山西教育出版社，2015.

[2]刘晓.卷舒开合任天真：何泽慧传[M].北京：中国科学技术出版社，2013.

[3]孙自法.中国著名物理学家何泽慧院士逝世.[EB/OL].中国新闻网，2011-06-20[2020-09-24].http://www.chinanews.com/gn/2011/06-20/3124180.shtml