“人造太陽”是怎樣升起的？

2007/1/19 9:50:00

新華網(wǎng)合肥1月15日電(李斌、楊文婷情況正常、蔡敏)50毫秒！雖然放電時間不到１秒結構，卻使人們進(jìn)一步看到了通過核聚變解決能源問題的希望深入交流研討。

    從2006年9月28日起的第一輪放電，到2007年1月15日起的第二輪放電效果較好，我國新一代“人造太陽”——全超導(dǎo)非圓截面核聚變實驗裝置（EAST）集聚效應，以不爭的建設(shè)、運(yùn)行業(yè)績向世人表明：中國人在核聚變實驗領(lǐng)域站到了世界前沿廣泛應用。

    一個沒有人做過的全超導(dǎo)核聚變實驗裝置節點，一門最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)……人們不禁要問：“人造太陽”實驗裝置是怎樣在中國升起的？“人造太陽”真會解決這個星球面臨的能源問題嗎要求？

    實現(xiàn)核聚變發(fā)電，成為人類的夢想

    太陽是通過內(nèi)部的核聚變不斷輻射熱量和能量的通過活化。面對人類能源危機(jī)，人們將希望的目光寄托在可控?zé)岷司圩兩稀?

    上世紀(jì)50年代起等形式，人類開始研究核聚變防控，研制成功氫彈〉奶攸c？刂坪司圩儭�—讓核聚變產(chǎn)生的能量得到約束高質量，溫柔平和地長期釋放——實現(xiàn)核聚變發(fā)電，成為人類的夢想適應性。

    一些發(fā)達(dá)國家紛紛興建“托卡馬克”裝置——構(gòu)造一個形如中空面包圈的環(huán)形磁容器迎難而上，利用強(qiáng)磁場約束帶電粒子，將聚變原料加熱到上億攝氏度高溫激發創作，實現(xiàn)聚變反應(yīng)更高效。我國也在上世紀(jì)70至90年代在合肥、成都等地興建了數(shù)座托卡馬克裝置探索，進(jìn)行核聚變實驗研究。

    然而，由于技術(shù)局限重要作用，全球現(xiàn)有“人造太陽”實驗裝置放電的時間很短堅持先行，最長只有4分鐘。人們寄希望于全超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用增幅最大，這種技術(shù)可以使等離子體穩(wěn)定運(yùn)行也就是放電的時間進(jìn)一步延長到16分鐘具體而言。

    上世紀(jì)末期，美國滿意度、日本十分落實、印度等國家開始研制全超導(dǎo)核聚變實驗裝置。我國從1998年起系統性，也將這一項目列為“九五”期間6大科學(xué)工程之一合作，加緊在合肥部署和研制。

    “我們的部件損耗，現(xiàn)在比俄羅斯的還有競爭力”

    國際上沒有一個國家研制過全超導(dǎo)托卡馬克裝置勇探新路。經(jīng)驗匱乏、資料缺乏形式，加上經(jīng)費(fèi)不足擴大、建設(shè)工期較短……中國科學(xué)院等離子體研究所EAST團(tuán)隊成立之初，就面臨巨大的困難和挑戰(zhàn)傳遞。

    “聽說我們要用2000萬美元建造全超導(dǎo)核聚變裝置讓人糾結，國外沒有人相信，認(rèn)為中國人只是在嘴上說說而已發揮效力∪�面革��！边h(yuǎn)離合肥市區(qū)的科學(xué)島上勞動精神，回想當(dāng)年，等離子體研究所副所長武松濤記憶猶新方便。

    在借鑒一些現(xiàn)有國際方案和已有先進(jìn)國家的相關(guān)材料的同時明顯，中國科學(xué)家決定自主設(shè)計方案，自主研制一些關(guān)鍵器件基石之一，走一條“省錢的路”基礎上。

    在國外，類似實驗裝置的相關(guān)部件主要由工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)行業分類。EAST工程所需部件大都是非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品預下達，而我國工業(yè)界力量相對較弱，中科院等離子體研究所設(shè)立了上百人的研制中心應用領域，自主加工制作關(guān)鍵部件創新為先。

    絕緣子是EAST裝置的核心部件。1998年武松濤和同事去俄羅斯考察進行部署，想買幾百個這種如同圓珠筆大小的部件生產體系，對方一報價：一個1400美元新模式≈匾�作��！耙粌蓚�狠狠心就買了，但這么多應用情況，就太貴了堅定不移。”武松濤咬咬牙：“我不信這個東西自己做不成占！”

    回國后技術的開發，31歲的潘皖江博士帶領(lǐng)一個小組從基礎(chǔ)原理、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)更讓我明白了、基礎(chǔ)實驗做起健康發展。在超低溫下，部件動輒非裂即碎飛躍。失敗了一次又一次堅實基礎，歷時三年終于在2000年研制成功〈髷祿�！拔覀兊牟考�現(xiàn)在比俄羅斯的還有競爭力前景。”

    導(dǎo)體研制、磁體研制長效機製、精密加工、絕緣處理……一個個難關(guān)相繼被攻破重要部署。這些技術(shù)不僅解決了EAST裝置的難題等地，還可以輻射到其他工業(yè)領(lǐng)域產業。

    約束帶電粒子的強(qiáng)磁場，是通過超導(dǎo)導(dǎo)體中的強(qiáng)大電流產(chǎn)生的共享應用，而低溫是維持材料超導(dǎo)性的先決條件新的動力。科學(xué)家經(jīng)過努力調整推進，成功地將EAST200多噸冷制部件的溫度降到了零下269攝氏度為產業發展。“2004年發展契機，印度自己研制的托卡馬克裝置降到60多攝氏度穩定，就降不下去了↓R全！表椖靠偣こ處熚膛宓抡f廣泛關註。

    預(yù)計2008年建成的韓國類似裝置已耗資3.5億美元，同樣項目在美國需要5.7億美元機製。

    8年時間各項要求、2億元人民幣、56項具有自主產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)——主要依靠自己的力量試驗，中國科學(xué)家不僅建成世界上第一個全超導(dǎo)核聚變實驗裝置規模，而且實現(xiàn)連續(xù)成功放電，以高效率創(chuàng)造了令世人驚異的成績新格局。

    “以前無人理睬作用，現(xiàn)在國際重要的聚變大會競相邀請，成了VIP（貴賓）特點；以前只能是張貼報告，頂多是口頭報告，現(xiàn)在是邀請報告製度保障÷搫�！眹�際學(xué)術(shù)會議上“待遇”的轉(zhuǎn)變，讓武松濤感觸良多顯示。

    “對世界聚變研究產(chǎn)生重要影響的先進(jìn)科學(xué)設(shè)備”技術特點、“世界上第一個同時具有全超導(dǎo)磁體和主動冷卻結(jié)構(gòu)的托卡馬克”，一系列評價接踵而至模樣∪〉蔑@著成效！癊AST將在未來10年內(nèi)保持世界先進(jìn)水平�數據顯示！泵绹�核能專家蓋瑞·杰克遜博士說責任。

    在我國率先建成第一個全超導(dǎo)托卡馬克后，日本計劃參照我國的方法將現(xiàn)有裝置改造成全超導(dǎo)裝置實現；美國由于諸多因素持續向好，取消了原有計劃……

　　“我做不下去了舉行，換人吧”

    成功設(shè)計出“絕緣子”的潘皖江，在多次失敗后一度陷入絕望：“我做不下去了不容忽視，換人吧習慣。”

    拿不出總體設(shè)計方案時組建，武松濤感覺“走投無路覆蓋、無從做起”。種種壓力疊加進展情況，讓這位科學(xué)家甚至在同事面前掉下了眼淚：“這個項目如果沒做好重要的作用，我們愧對整個社會，愧對整個國家研究√剿�！�

    一雙雙熱情的手伸向他們，一句句溫暖的話在他們耳邊響起全面協議。研究室同事安慰潘皖江重要作用，“我們可以一起從頭做起，一起從最基礎(chǔ)做起講實踐≡龇�最��！彼�里的老研究員鼓勵武松濤：“我都能感覺到你們的壓力，我相信你們能完成任務(wù)相關性「偁幜�！�

    “保證星期六不休息製高點項目，星期天休息不保證”－－這是團(tuán)隊成員們不成文的作息守則的必然要求。科研人員遠(yuǎn)赴俄羅斯物聯與互聯，從一堆超導(dǎo)導(dǎo)線中挑選優(yōu)質(zhì)導(dǎo)線狀況，枯燥的工作一干就是半年，而為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)取得了一定進展，研究人員寧愿每天在冰天雪地里走40多分鐘業務，把鞋子都走壞了兩雙；年近古稀的研究者大熱天還堅守在實驗室有所增加，暈倒后第一句話竟然還在問工作怎么樣了完善好。

    何以如此？“是一種精神供給、一種事業(yè)的快樂全過程，支撐起了這些人》e極參與！毖芯克�所長李建剛說：“這些‘臭皮匠’一起完成一件事優勢領先，我們所的團(tuán)隊精神沒說的經驗分享。”

    200多人的團(tuán)隊平均年齡40歲新技術，沒有一個院士培養。“‘單個’拿出去都不是最強(qiáng)的趨勢，但是合在一起就能發(fā)生‘核聚變’高效流通。”經(jīng)歷整個研制過程的武松濤說。

    2006年11月21日能力建設，國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆計劃（ITER）終于塵埃落定，正式啟動技術創新。這一舉世矚目的反應(yīng)堆將建設(shè)10年醒悟。作為參與國家之一，中國將承擔(dān)10％的責(zé)任生產體系，而中科院等離子體研究所將承擔(dān)起一批部件的研發(fā)任務(wù)新模式，涉及超導(dǎo)技術(shù)、大功率電源技術(shù)高質量、遙控技術(shù)等應用情況。

    科學(xué)家預(yù)計要到2050年左右，才能真正實現(xiàn)核聚變發(fā)電。追逐“太陽”的過程也逐步提升，絢爛美麗而又充滿艱辛。擺在中國科學(xué)家面前的道路能力和水平，也同樣是充滿荊棘組織了。但我們堅信，他們離“太陽”一定會越來越近……

    “我們已經(jīng)好幾年沒有過年了註入了新的力量”憩F！�15日上午，武松濤在電話中告訴記者說服力，本輪實驗之后的積極性，整個團(tuán)隊將放一次長假，“畢竟深刻變革，我們虧欠大家太多了高效。”