本報(bào)記者 游 儀
2022年06月10日10:46 來源:人民網(wǎng)-人民日報(bào)
4層樓高、直徑8米、重400噸——這就是被稱為“人造太陽”的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST),坐落在安徽合肥“科學(xué)島”上。
多年來,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所EAST團(tuán)隊(duì),為實(shí)現(xiàn)人類開發(fā)利用核聚變能源的夢想,一直努力奔跑著,目標(biāo)直指在中國大地上點(diǎn)亮“核聚變發(fā)電的第一盞燈”。
“讓中國‘人造太陽’發(fā)出更多光和熱”
早上7點(diǎn),EAST實(shí)驗(yàn)物理協(xié)調(diào)人丁銳的身影就已出現(xiàn)在控制室裡:“我們正在進(jìn)行新一輪實(shí)驗(yàn),大屏上跳動(dòng)的數(shù)字,就是‘人造太陽’的實(shí)驗(yàn)放電次數(shù)。”
今年,是丁銳加入等離子體物理研究所的第十六個(gè)年頭﹔歷經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),他見証了EAST一次又一次突破極限……
人類為何要“造太陽”?“因?yàn)槊骸⑹?、天然氣不可再生,終有一天會(huì)被耗盡。風(fēng)能、水能、太陽能等新能源,受限於天氣或地理環(huán)境,也難以完全滿足需要?!倍′J告訴記者,通過模擬太陽內(nèi)部核聚變原理,實(shí)現(xiàn)源源不斷的清潔能源供應(yīng),是他一直以來的夢想。
懷揣同一個(gè)夢想,五湖四海的青年科學(xué)家們匯聚於此。丁銳的團(tuán)隊(duì),負(fù)責(zé)研究EAST實(shí)驗(yàn)中等離子體與材料的相互作用,目的是延長材料的使用壽命。
90后徐國梁,高中時(shí)聽說我國全面開展國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃工作的消息后,就在心中埋下了科研報(bào)國的種子。3年前博士畢業(yè),徐國梁成了科研團(tuán)隊(duì)的一員。
作為應(yīng)用超導(dǎo)工程技術(shù)研究室副主任,入所10多年的秦經(jīng)剛承擔(dān)ITER採購包多個(gè)關(guān)鍵部件的研發(fā)。他告訴記者,“如果說EAST是研究核聚變能的基礎(chǔ),ITER計(jì)劃則能讓中國‘人造太陽’發(fā)出更多光和熱?!?/p>
“沒了后顧之憂,更能潛心鑽研”
雖然三面環(huán)水,遠(yuǎn)離城市,可在丁銳看來,“科學(xué)島”上樣樣有。學(xué)校、醫(yī)院齊全,宿舍、食堂便利,“所裡連健身設(shè)施都考慮到了,建了籃球場、網(wǎng)球場和羽毛球館,更別提實(shí)驗(yàn)必需的精密儀器了?!?/p>
“沒了后顧之憂,更能潛心鑽研?!倍′J說。從技術(shù)突破到工程建設(shè),從系統(tǒng)集成到科學(xué)研究,EAST團(tuán)隊(duì)攻克了一個(gè)又一個(gè)難題。
要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定強(qiáng)磁場環(huán)境,超導(dǎo)材料十分關(guān)鍵。一根超導(dǎo)線,既要擠壓纏繞,又得擁有一定的空隙率,這曾讓秦經(jīng)剛愁得吃不下飯:“曾經(jīng)請過國外專家,也是一籌莫展。要想滿足ITER裝置的要求,隻能自主研發(fā),不斷試驗(yàn)!”
一次次嘗試,一次次調(diào)整方案,歷經(jīng)幾十次失敗,終於,團(tuán)隊(duì)做到了讓銅線100%不斷線。中國制造的超導(dǎo)電纜,如期應(yīng)用到ITER計(jì)劃中,超導(dǎo)材料也開始量產(chǎn),從進(jìn)口變?yōu)槌隹凇?/p>
為了搭建一個(gè)測量粒子的能譜設(shè)備,丁銳團(tuán)隊(duì)花了3年時(shí)間:“這個(gè)設(shè)備能為EAST運(yùn)行提供物理數(shù)據(jù)支撐。國際上沒人做,出於研究需要,我們就試著自己動(dòng)手?!倍′J說,選用哪種探測器、如何進(jìn)行粒子收集,都靠大家一點(diǎn)點(diǎn)摸索,最終在2020年研發(fā)成功,並很快應(yīng)用在EAST上。
“關(guān)鍵要看解決了什麼技術(shù)問題”
100秒、200秒、300秒……2021年12月30日,EAST實(shí)現(xiàn)了1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行,這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運(yùn)行的最長時(shí)間。
從上“島”求學(xué)到帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),丁銳的成長,離不開等離子體物理研究所的激勵(lì)體系﹔在這裡,科研工作者的評(píng)價(jià)不單看論文,而是“關(guān)鍵要看解決了什麼技術(shù)問題”。
“我們這個(gè)團(tuán)隊(duì),除科研人員,還有技術(shù)員、工程師,按貢獻(xiàn)度評(píng)定職稱?!钡入x子體物理研究所副所長徐國盛說,目的就是鼓勵(lì)大家解決實(shí)際問題。
丁銳曾赴歐洲多個(gè)聚變研究中心學(xué)習(xí)、工作,“科學(xué)島”不少研究人員也都有類似經(jīng)歷?!斑^去是把科研人員送往國外深造,如今則有越來越多外國學(xué)者來‘島’上?!毙靽⒄f,去年一年,外國學(xué)者以視頻形式遠(yuǎn)程參與的實(shí)驗(yàn)就有幾十次。
在“科學(xué)島”北部兩公裡處的大科學(xué)裝置集中區(qū),聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施園區(qū)最近剛剛交付。周邊,科學(xué)家小鎮(zhèn)、科學(xué)服務(wù)區(qū)、成果轉(zhuǎn)化區(qū)配套齊全。作為關(guān)鍵部件的研發(fā)中心,園區(qū)將為中國自主建造聚變工程實(shí)驗(yàn)堆奠定基礎(chǔ)。
丁銳和團(tuán)隊(duì)一起,正向更高參數(shù)穩(wěn)態(tài)高約束等離子體運(yùn)行發(fā)起新的沖擊﹔這個(gè)平均年齡隻有35歲的科研團(tuán)隊(duì),期待著點(diǎn)亮核聚變的第一顆“人造太陽”……
《 人民日報(bào) 》( 2022年06月10日 06 版)
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