1950年11月上旬，沈善炯（左）、罗时钧（中）和赵忠尧在国民党驻日代表团院内。

1948年，中央研究院院士、核物理学家赵忠尧受邀赴美参观原子弹爆炸试验。

赴美前，中央研究院筹集了12万美元，委托他为国家购买实验器材。其间，赵忠尧没有薪酬，只说定生活费用可实报实销。但为了尽可能多购买一些器材，赵忠尧在两年时间内常以开水、面包加咸菜果腹，每年个人仅开支2000美元，要知道，当年国家为公派留学生每年提供的生活经费就有1万美金之多！

到美国后，赵忠尧认识到加速器的重要性，便想法设法学习各种加速器技术。例如，到美国各地的相关机构去当临时工，甚至无偿打工。在美国友好科学家的默许下，赵忠尧曾经在一台弃用的加速器上爬上爬下、钻进钻出，研究每一个器件，废寝忘食。

只不过，辛苦攒下的美元连一台最小的加速器也买不起。唯一的办法就是自行设计建造。于是赵忠尧开始在市场上采买元器件，买不到的就自己动手设计，然后联系工厂加工。那段时间，他每天平均工作16小时以上，真是为了中国的加速器事业豁出命了。

好不容易采购完所有的器材设备，等到了激动人心的回国时刻。1950年8月，赵忠尧和100多位中国科学家一起登上威尔逊总统号，踏上返国之路，随船携带的行李多达33箱。

没想到，威尔逊总统号开船前，美方人员登船查扣了钱学森的行李，并将他投入监狱。起航后，美国情报部门意识到，同一条船上的赵忠尧可能握有核心科技机密。于是，美军最高司令部接连给驻日美军拍发了三道拦截赵忠尧的命令。9月2日，船到日本横滨，美国军人登船，将赵忠尧的行李彻底检查了一遍。幸亏赵忠尧已将重要资料和器材托人带回了中国，而把其余的零部件拆散了任意摆放，成功地迷惑了美国人。

但美军仍然蛮横地将赵忠尧、罗时钧和沈善炯三人押下船，将三人分隔囚入美国在日本的军事监狱。关押期间，美军威胁利诱，甚至以假枪毙恐吓中国科学家。台湾当局也多次派代表前往监狱劝说，动员赵忠尧去美国或台湾，不要回到新中国。但赵忠尧始终坚持：“我回大陆之意已决！”

虽然身陷囹圄，前途未卜，赵忠尧却毫无畏惧之心，甚至向同监的难友学起了日语。最终，在中国政府和和国内外科学家的强烈声援下，美国当局被迫在10月底放人。

赵忠尧此次赴美，虽过程坎坷，但凭一己之力奠定了中国加速器事业的基础。1955年，在他的主持下，利用从美国购回的器材，装配完成了我国第一台700 keV质子静电加速器。1958年，他又领导设计建成了更精良的2.5MeV质子静电加速器，一直沿用了几十年。有了这些加速器，中国的核物理实验才得以发展起来。

虽然居功至伟，赵忠尧一生谦虚勤勉。他在回忆录中说：“我的一生唯一可以自慰的是，六十多年来，我一直在为祖国兢兢业业地工作，说老实话，做老实事，没有谋取私利，没有虚度光阴。”