劉廣均，男，同位素分離專家，回族，中共黨員，中國科學院院士。1929年7月15日，出生於天津，1952年，清華大學物理系物理專業畢業。1956年至1958年，在莫斯科動力學院進修同位素分離專業。1991年，當選為中國科學院（技術科學部）學部委員。為第八、九屆全國政協委員，先後任清華大學物理系教研組主任、國營五零四廠總工程師兼副廠長、核工業理化工程研究院總工程師，科技委主任，高級顧問，國家高級工程師。現任核工業理化工程研究院高級顧問，研究員級高級工程師，中國科學院院士，清華大學工程物理系兼任教授，博士生導師。在鈾同位素分離擴散法和離心法的研究中作出了貢獻。對技術改造和提高級聯效率作出正確決策，使濃縮鈾生產能力和經濟效益大大提高；對擴散分離理論提出擴散級聯最佳運行條件的三種判據，並闡明了濃度干擾的傳播規律。
基本介紹
- 中文名：劉廣均
- 國籍：中國
- 民族：回族
- 出生地：天津
- 出生日期：1929年7月15
- 職業：中國科學院院
- 畢業院校：清華大學
人物生平,主要成就,科研成就,社會任職,人物評價,
人物生平
劉廣均，1929年7月15日出生於天津市一個回民家庭。10歲時父親病故，家中生活相當困難，靠母親做國小教員維持。中學是在當時的河北省立天津中學讀的。這所中學是八國聯軍侵略中國後天津建立的第一所公立中學，俗稱鈴鐺閣中學，師資和教學設備都很好。家境困難，能有學習機會十分不易，學校條件又較好，這些都促使他努力學習，高中時在班上學習成績總是名列前茅。
劉廣均
劉廣均1948年夏天他剛讀完高中二年級，就以北京考區第一名的成績考入清華大學。他國中時本來喜歡文科，抗日戰爭勝利後，他看到只有發展科學才能使國家強盛，就轉而想學習理科，特別是1945年核子彈的出現，使他看到科學技術的巨大威力。這時很多學生都對原子發生了興趣。1947年他在化學課上聽到王效曾老師講述輝光放電和發現電子的過程，講得非常生動，並說原子方面的知識主要在物理學。那時他還沒有上物理課，就自己去讀一些物理和有關原子的參考書。1948年報考大學時，他又去徵求王老師的意見，王老師很誠懇地說，“學物理很清苦，你如果家境好，可以學物理；如果家境不好，還是學工科好，畢業後比較容易找到職業。”他家境並不好，但由於對原子的興趣，還是報考了清華大學物理系。
1952年8月，他從物理系畢業後，留在清華大學物理教研組任助教。1956年初，學校成立工程物理系，培養原子能方面的學生，從物理教研組抽調了幾名教師，他也是其中之一。工程物理系的負責人是校黨委書記何東昌，開始分給劉廣均的任務是準備講原子核物理課，並派他到北京大學學習有關課程。1956 年9月，國家負責核工業的二機部選派了幾十名大學畢業生到蘇聯學習原子能專業，由於其中有些人以前沒學過原子核物理，就請清華大學派1名教師去輔導。何東昌就將此項任務交給劉廣均，但希望他在完成輔導任務之外，同時也學習鈾同位素分離專業。劉廣均當時對去蘇聯學習是很高興的，但他原來是要學原子核物理的，一下子改學同位素分離，思想上有點轉不過彎來。何東昌講了鈾同位素分離專業的重要性，希望他能學這個新專業，並說你一下子決定不了沒關係，到蘇聯後看看再定。劉廣均到蘇聯後，了解到鈾同位素分離的任務是從只含約千分之七鈾-235 的天然鈾中得到含有高豐度鈾-235的濃縮鈾，而鈾-235正是獲得裂變能的核燃料，由於鈾的另一種同位素鈾-238的性質和鈾-235相差不多，所以從主要含鈾-238的天然鈾中提取鈾-235是很困難的，當時國際上只有美、英和蘇聯掌握這項技術。而如果不掌握這項技術，則核能的利用就無法實現，因此鈾同位素分離技術是非常重要的。在了解這些情況後，劉廣均認為學習這個專業非常有意義，就寫信給何東昌，表示願意學習這個專業。從此以後，他就一直從事同位素分離專業了。 1958年5月，劉廣均由蘇聯特別班畢業，回到清華大學工程物理系，同年任同位素分離教研室主任，和餘興坤，梁猷能等共同籌建了中國大學中唯一的一個鈾同位素分離專業。劉廣均和教研室的同志們一起夜以繼日地工作，在短短的幾年內，為國家輸送了好幾批畢業生，這些畢業生後來幾乎都成為中國同位素分離事業的技術骨幹。1960年夏天，蘇聯中斷了對中國核工業的援助，中國依靠自己的力量，發展了鈾同位素分離事業。黨中央決定從全國各條戰線抽調力量加強核工業。1963年1月，上級領導決定調劉廣均到二機部，參加中國核工業建設工作。劉廣均感到，能到自已多年從事的鈾同位素分離的第一線去，在實際工作中為國家作貢獻是非常有意義的，就愉快地接受了組織的調動。
清華大學
清華大學1963年2月，劉廣均到二機部報到後，於3月到鈾濃縮工廠任副總工藝師兼中央實驗室主任。那時正是工廠開始成批機組啟動的時候，工廠的建設進入了決戰階段。劉廣均到廠後，一方面學習工廠設計和工藝流程，一方面投身於獲取合格產品的研究工作。當時，中國鈾濃縮工廠採用的是氣體擴散法。氣體擴散法的分離原理是在分子間相互碰撞可以忽略不計的情況下，氣體混合物中質量不同的分子平均熱運動速度反比於其質量的平方根，235UF6和238UF6兩種氣體質量不同，從而熱運動速度不同而得到分離。但是，由於兩種分子質量相差不多，一次濃縮後235UF6的豐度只能增加很少一點，這就需要把很多機器串聯起來，一次一次重複地濃縮，這就是“級聯”。在實際工廠中，級聯是一個巨大複雜的整體，有人說它像一個生物群體一樣，生物體的各部分都互相影響。當時面臨的一個重要問題就是能否在運行的級聯中取得合格的產品。劉廣均作為副總工藝師，分工負責級聯的理論計算工作和級聯運行狀態的物理分析工作，他和大家一起，為了取得合格產品，認真仔細地分析數據，研究方案，採取措施，度過了一段不分晝夜、埋頭苦幹的激動人心的日子。
1982年8月組織上調劉廣均到核工業理化工程研究院任總工程師，負責新型分離機器的研製工作。在學校的工作經驗和在工廠工作的鍛鍊，對他在研究院的工作有很大幫助，他和大家一起，不斷地推動研製工作。1989年4月至12月，他曾到美國羅徹斯特大學任客座教授。回國後他繼續在理化工程研究院負責研究工作，擔任研究員級高級工程師和高級顧問。1991年當選為中國科學院院士（學部委員）。他是第八屆、第九屆全國政協委員，天津市第五屆科協副主席，國防科工委第一屆專家諮詢委員會委員，中國核學會第一屆至第五屆理事，《核科學與工程》編委。鈾同位素分離學會第一屆、第二屆副理事長，第三屆理事長。中國科學院技術科學部第九屆常委，第十屆副主任。從1987年起任清華大學工程物理系兼職教授，博士生導師。多年來，他編寫過同位素分離和擴散級聯水力學教材，作為主審審定了4本專業教材，先後培養博士、碩士研究生30餘名。
劉廣均(右邊第三位)
劉廣均(右邊第三位)主要成就
從事鈾同位素分離專業，在擴散法的套用和離心法的理論上作出貢獻。
在生產廠時負責生產技術工作，參與並組織採取多項革新措施，特別是在技術改造和提高級聯效率的措施上作出了正確決策，使濃縮鈾生產能力和經濟效益大大提高。
在擔任國家“七五”重點攻關項目離心機研製的技術總負責人期間，通過協調組織總體設備研製的六大環節，大大推動了研製進度。在分離理論研究方面，提出擴散級聯最佳運行條件的三種判據，闡明了濃度干擾的傳播規律。在氣體分子運動論方面，提出了建立玻耳茲曼方程式的模型方程的一種新方法，推導出輕微稀薄氣體中的熵增量公式。
他是國家"七五"重點攻關項目專用設備研製的技術總負責人，通過總結設備研製的六大環節，曾大大推動了專用設備研製進程。
在專用設備研製技術攻關過程中，在分離理論研究方面，提出專用設備最佳運行條件的三種判據，闡明了濃度干擾在專用設備運行中的傳播規律，對實際運行有重要的實際意義。
在氣體分子運動論方面，提出了建立玻爾茲曼方程的模型方程的一種新的方法，推導出輕微稀薄氣體中的熵增量公式，多篇論文發表於美國《流體物理》雜誌，受到國際同行重視。
- 主要論著
1 劉廣均.級聯最佳運行條件的三種判據.內部“工藝簡報”第70期，編號1-3-307/70，1980，1-17
2 劉廣均.對玻耳茲曼方程式解法的討論.清華大學學報，1963，10 （1）：1-20
3 劉廣均.擴散級聯水力學講義.資料編號1-30391（內部出版），1973，1-87
4 劉廣均.玻耳茲曼方程式的一種模型方程式及其對於平面Couette流問題的套用.清華大學學報，1980，20（2）：91-102
- 科技獎勵
1985年，國家科技進步一等獎，排名首位。
1987年，獲得國家科技進步二等獎，排名首位。
科研成就
在同位素分離技術的套用方面
在分離鈾-235和鈾-238時，由於它們的質量相差很少，所以分離過程很複雜。對分離機器的技術要求也非常高，分離技術的難度是很大的。目前已用於工業生產的鈾同位素分離方法，有氣體擴散法和氣體離心法，劉廣均長期從事鈾同位素分離事業，在這兩種分離方法上都做過不少工作。他在擴散工廠工作時是分離工藝技術負責人，與同志們一起，進行了大量的理論研究和實驗研究工作，在此基礎上組織採取了多項技術革新措施，特別在技術改造和提高級聯效率的措施上做出正確決策，使分離技術取得了明顯的進步。《當代中國的核工業》一書中說：“在劉廣均的領導下，理論計算人員密切聯繫生產實際，做了大量工作，從而使級聯結構更加合理，級聯效率相應提高。”通過這些工作，擴散工廠的生產能力大幅度增加，經濟效益也大為提高。此項工作獲1985年國家科技進步獎一等獎，他排名首位。他還組織生產了不同豐度的濃縮鈾系列產品，1982年，濃縮鈾系列產品獲得國家頒發的銀質獎。劉廣均在套用離心技術分離同位素方面也做了很多工作，他組織進行各個研製環節的技術攻關和科學研究工作，推動了研製工作。提高機器分離能力方面的研究成果獲得1987年國家科技進步獎二等獎，他排名首位。
在同位素分離理論的研究方面
劉廣均總結了多年來在擴散工廠運行中得到的實踐經驗，在工廠最佳運行方案和工廠非穩態運行方面寫了兩篇重要論文，這些論文對於了解和掌握級聯運行規律具有實際意義。在穩態運行方面，他寫了《擴散級聯最佳運行條件的三種判據》論文，討論了級聯中各種參數改變時對產量、成本和利潤的影響，推導出確定最佳工作條件的公式，並得出了一些有實際意義的結論。在級聯的非穩態運行方面，他寫了《討論擴散級聯濃度變化的一種物理方法——輕分子輸運方法》論文。擴散級聯內部濃度達到穩定分布以後，常常出現各種因素，對穩定分布產生干擾。干擾在級聯中形成一個各處濃度隨時間變化的動態過程。對這些情況進行物理分析以了解變化的規律是非常重要的，他在文中分析了級聯中常遇到的各種濃度干擾的傳播情況，特別是對由於某種原因產生了“濃度凸包”時的傳播情況和“負分離”現象進行了比較詳細的討論，這對擴散級聯運行是有實際意義的。在離心分離理論方面，劉廣均也進行了比較系統的研究工作，寫出多篇論文，得到了一些有意義的結果。
在氣體分子運動論的研究方面
常用的同位素分離法都是在氣體狀態下進行的，都涉及氣體中的擴散輸運過程的問題，而且還常常涉及在稀薄氣體情況下的輸運問題。稀薄氣體是指氣體分子平均自由程λ的大小與氣體運動區域的巨觀尺度L的大小相差不多的一種情況，可引入克努森（Knudsen）數Kn，Kn=λ/L。通常的輸運過程理論都是在黏性流即Kn1的情況下得到的。由於在同位素分離過程中常常遇到Kn>1的情況，因此研究在這種稀薄氣體情況下的輸運過程是有意義的。劉廣均在稀薄氣體分子運動論上主要做了兩方面的工作。一是在建立玻爾茲曼方程式的模型方程方面。分子運動論的基礎方程是玻耳茲曼方程式，但此方程式右方的碰撞積分非常複雜，因此常常用較簡單的模型項來代替玻氏方程中的碰撞積分。劉廣均提出一個建立模型方程的新方法，其主要概念是在黏性流（Kn1）和分子流（Kn》1）兩個極端情況下，由建立的模型方程式得到的解與玻氏方程式的解應當完全一樣。他在1980年，1981年和1990年的論文中建立了這種模型。此模型方程式有以下性質：（1）其解在黏性流和分子流兩個極端情況下與玻氏方程的解一樣。（2）滿足守恆定律。（3）可得到H定理。他1990年的論文在美國《流體物理》雜誌發表後，1991年Garzo在同一雜誌發表了一篇題為“從劉氏模型建立的輸運方程式”的論文，指出在保留至K項的情況下，由劉氏模型得到的結果改進了由BGK模型得到的結果。保留K項相當於討論比黏性流略為稀薄的氣體（輕微稀薄氣體）。因此這是劉廣均研究稀薄氣體分子運動論的一項成果。第二項工作是他計算了輕微稀薄氣體中的熵產生並推導出熵增量公式。他的論文發表在1990 年美國《流體物理》雜誌和1997年美國《輸運理論和統計物理》雜誌上。通常不可逆過程熱力學得到的熵增量公式只適用於黏性流的情況。劉廣均得到的公式除在黏性流的情況下與通常的公式一致外，還可用於“十三矩近似”下的輕微稀薄氣體的情況，且在此公式中，熵增量可表示為平方項的和，有利於證明熵增量的正定性。以上兩項工作對於研究稀薄氣體中的輸運過程是有用的。
社會任職
國家"七五"重點攻關項目專用設備研製的技術總負責人。
國防科工委專家諮詢委員會委員。
中國核學會理事。
同位素分離分會主任委員。
天津市核學會理事長。
《核科學與工程》編委。
天津市科協副主席。
1989年，曾任美國羅徹斯特大學客座教授。
人物評價
劉廣均工作刻苦努力，作風正派，在做學問上嚴肅認真、不斷探索鑽研，40多年來一直在同位素分離事業的崗位上默默地奉獻著。
