光明日报记者上下光明日报通讯员高梦南
带着梦想开始,追逐太阳,探索太阳的秘密,成为人类永不停止的一步。人工太阳、核聚变能源的开发和利用,是实现人类永不褪色终极能源的梦想。
安徽省合肥市西郊有一座占地3000亩、三面环水的小岛,绿树成荫,幽静如世外桃源,合肥人习惯称之为“科学岛”。日月校辉,湖光也是影子,无声的岁月见证了三代融合人用青春芳华守护着“追太阳”的道路。
东方超环——是世界上第一个直径8米、高度11米、看起来像巨大锅炉的装置,也就是“科学岛”的科学家们10年来自主研发的超导比圆形截面核聚变实验装置。它的成功建设和运营受到国内外专家的高度赞扬,被誉为“世界融合工程的非凡成就、世界融合能开发的杰出成就和重要里程碑”。
为了这一天,在40多年的融合历程中,世代相传,中国跟着跑,到今天为止,凭借部分核心技术领先。(Northern Exposure)“每天”这些“每天”的人就是中国科学院合肥研究院等离子物理研究所“人工太阳”创新团队。他们的梦想是点亮人类核聚变的第一个灯。
开拓
1977年9月,刚从同济大学机械设计与制造专业毕业的吴飞月来到合肥。下了公交车,眼前有一片看不到头的农田,他不知道还有多少部门要报告,就沿着路走了。没想到的是,走了两个小时才到达荒凉的岛屿。更意想不到的是,他这次去的正是42年。
他到达的单位是1974年成立的安徽广汽控制的热核反应试验站。改名为中国科学院等离子体物体研究所是吴伟月到达后的第二年。事实上,1974年,国家计划在合肥建造当时世界先进水平的大型核反应实验装置,它被命名为“8号装置”,这是包含中国人早期梦想的扭矩标记实验装置。
按照号令,后来被称为“中关村民营科学第一人”的陈春首先来了。之后,中国工程院院士、当时正在四川大凉山“杀猪、宰羊、捡牛粪”的万元熙来了。那时,中国科学之春,科学的萌芽蓬勃发展。
1979年,由于国民经济的调整,“8号设备”中断了。“那天很多人哭了。五年的汗水啊,大家真舍不得。”因此吴伟月的眼睛有点湿润。“但是决定留下4台已经制造的电动机。我相信总有一天我们要继续做下去。”回忆道。 (以英语发言) (以英语发言)(以英语发言)(以英语发言)。" "
这一天终于来了。
从1992年开始的两年里,46辆火车车厢在遥远的俄罗斯提升了设备。“苏联解体前,苏联人想把反超导扭矩标记装置赠送给其他国家,然后他们计划自己制造更大的。(阿尔伯特爱因斯坦,Northern Exposure,苏联名言)老所长郭裕平说。那就发给我们吧。"二十多年后的今天,当时引进苏联的T7装置时,李健康院士仍然非常兴奋。
现在,2013年退休的T7陈列在东方超环大厅门外,像一个环一样的方形,像一个日晷一样固定了那段火热的时间。(在美国,英国,英国,英国,英国,英国,英国,英国) (英国,英国,英国,英国) (英国,英国,英国)(英国,英国)(
T7被科研人员拆解、组装、拆解、重新组装。“这样就能看出扭矩标记是这样的。”李健康说,三年半后,他在T7的基础上组装了自己的扭矩标记——合肥超环HT-7。“T7可以将放电1000万度持续几秒钟,HT-7可以将1200万度持续400秒以上,这是目前国际同类装置中最长的高温等离子体放电。”
但是在与外国专家合作的过程中,中国科研人员深刻认识到,最重要的技术部分必须100%国产化。否则会被人支配。
合肥超环运行后,在探索下一个研究方向时,等离子体的专家们突然提出了制造更先进的全超导潜水员扭矩标记装置的大胆构想。这是后来的“人造太阳”。
“人造太阳”是地球上模拟太阳的原理,用强磁场制造“磁笼”,约束数亿摄氏度的高温等离子体,实现核聚变反应,提供新能源。
T7和合肥超环都是反超传导,当时已经是领先的技术了,现在要完全超传导真是不可思议。要知道,当时世界上没有一个国家开发整个超导装置。
开拓者之所以成为勇士,是因为他们总是向着荒凉、人迹罕至的地区前进。科学世界也是如此。用科学技术回报祖国,他们再次开始了闪耀东方的旅程。
传承
超导扭矩标记装置从1996年到2006年9月26日完成放电,使用了10年。
通过征集的名称,最终建成了我国自主设计建设、世界上第一个非圆形截面前超导土马克核聚变实验装置,被命名为“东方超环”。
"在第一次等离子体放电实验中,电流在200千安以上,时间接近3秒的等离子体获得成功。"1996年入职的宋云涛现在是等离子的常务副所长,回忆着东方超环的研究过程,最难忘的是整天和焊工一起生活的日子。
东方超环放电不到一个月,2006年10月16日,第21届世界融合能源大会在成都举行,时任等离子体所所长的万元熙院士首次提出报告,公布了东方超环的建设成果。全体600多名国际融合界专家学者全体起立,祝贺中国东方超环成功。
那一刻,这位胃切除4/5,心肌梗塞灶仍然忘记了我,工作的老人再也抑制不住内心的兴奋和自豪感,眼泪在双眼闪现。
那一刻,李健康想起了40年前在大学图书馆发现的12页融合小册子。当时他没有读过的这本书,让他把人生最美好的时光留在了科学岛上,献身于心中的太阳,通过数万次实验失败不后悔,在东方超环核心技术发展、工程建设、系统集成、科学研究等方面解决了一系列技术难题,取得了多项重大成就,为我国与世界融合研究做出了重要贡献。
那一刻,放弃国外研究所高薪聘请的海归学子,矢志攻关、崭露头角的青年学者,对着反光镜子焊接、数千条焊接一次性通过检测的超级焊工……无不感到荣耀。
总装期间,“每天8点准时开会,定下当天的任务,然后一直工作到晚上9点。”时任总装办主任的吴维越已经记不清这样的状态持续了多少个日夜,为了不耽误工作,他却耽误了3年的体检。总装结束后,利用调试的间隙,他才有时间去医院,“一体检,发现患了肾极透明细胞癌”。
拿掉了一只肾,在病床上躺了半年,吴维越又回到了工作岗位。
宋云涛记得,年近古稀的总工艺师高大明,几乎24小时守在主机大厅里,连续高强度工作使他体力不支晕倒在总装现场,他醒来后第一句话竟然是“超导线圈装配得怎么样了?”
十年磨剑终成器,聚变曙光耀东方。这群“拼命三郎”们的奉献,换来的是一串串闪耀的成果:2016年1月,东方超环实现电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电;2016年11月,获得超过60秒的完全非感应电流驱动(稳态)高约束模等离子体,成为世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到分钟量级的托卡马克核聚变实验装置;2017年7月,实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了至今没有被超越的世界纪录;2018年7月,实现了高约束、高密度、高比压的完全非感应先进稳态运行模式和1亿度等离子体运行等多项重大成果。
“一代有一代人的梦想,一代有一代人的奋斗。”宋云涛说。他至今清楚记得他的导师万元熙院士和李凤楼院士对他的告诫,核聚变是好几代人的梦想,青年人要在项目中成长,经得起历练,早日成长起来,扛起核聚变发展传承的重任。
如今,他对自己的团队提出的要求,正是昔日老师对自己的教诲。
正是这种良性传承,40多年来,这个团队一代代研究者不懈奋斗,建成并运行了多个国之重器,自主发展68项关键核心技术,建成20个国际先进的平台和系统,先后两次获得国家科技进步奖。
接力
2006年大学毕业“上岛”,丁锐恰好见证了东方超环的问世。如今,这位80后已经成为研究员,带着比他更年轻的团队负责等离子体与材料的相互作用。
这得益于等离子所职称评聘的独特评价体系。“在我们所,论文不是写出来的,而是做出来的。”宋云涛告诉记者,从建所开始,职称评定就不是单纯看论文,“而是看你解决了什么技术问题。”
丁锐团队中最年轻的成员出生于1994年,他们要做的工作是“不断提升材料的性能,延长材料的使用寿命”。
从20世纪70年代零起步开展超导工程研究的追赶;到90年代初建成我国首个、世界第四个超导装置合肥超环,实现并跑;再到如今东方超环代表的全超导技术的超越和领跑。目标有多远,奔跑的路就有多长。
这群因为追逐太阳已经习惯了奔跑的人显然并不满足于目前的成果。在科技部支持下,他们正在筹划建设一个新的聚变实验堆。“目前正在设计阶段,新实验堆将具有发电功能。”谈到这里,丁锐有些兴奋,“我们可能是离梦想最近的一群。人类核聚变点亮的第一盏灯,一定会在中国。”
中科院等离子所核聚变大科学工程团队平均年龄只有38岁,年轻的活力可以“点燃”太阳。
如今,这支年轻的队伍正走向世界聚变舞台的中央,积极参与全球规模最大、影响最为深远的国际热核聚变实验堆计划——ITER,成为该计划中国工作组的重要成员,承担了超导导体、校正场线圈、超导馈线、电源、诊断等部件或装置研制。所有承担的部件研发任务做到了100%合格、100%国产化,产品质量和进度均处于ITER七方34个国家之首。凭借东方超环领先的技术优势,团队修正了法国主导的ITER电源和日本主导的超导馈线设计方案严重缺陷,实现了向欧美发达国家的技术输出,一些产品国际市场占有率达到100%,让“中国设计”应用于国际大科学工程。
和丁锐一样出生于1983年的叶孜崇来自香港。以前,他对祖国的了解只局限于对岸的深圳,今年是他在合肥科学岛安家的第3年。“祖国的核聚变技术发展飞速,我想来这里试试看。”叶孜崇说,他喜欢岛上的安静,“环境幽静,科研氛围浓厚,我越来越有信心从事更多的核聚变研究。”
夕阳下的“科学岛”依旧平静,微风吹来湖面上水的气息,宽阔的道路上行人步履匆匆,年轻的步伐总是这么轻盈。
《光明日报》( 2019年08月10日01版)
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