游儀
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團隊,為實現(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亮“核聚變發(fā)電的第一盞燈”。
今年,是丁銳加入等離子體物理研究所的第十六個年頭;歷經(jīng)多次實驗,他見證了EAST一次又一次突破極限。
人類為何要“造太陽”?“因為煤、石油、天然氣不可再生,終有一天會被耗盡。風(fēng)能、水能、太陽能等新能源,受限于天氣或地理環(huán)境,也難以完全滿足需要。”丁銳告訴記者,通過模擬太陽內(nèi)部核聚變原理,實現(xiàn)源源不斷的清潔能源供應(yīng),是他一直以來的夢想。
懷揣同一個夢想,五湖四海的青年科學(xué)家們匯聚于此。丁銳的團隊,負(fù)責(zé)研究EAST實驗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,高中時聽說我國全面開展國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃工作的消息后,就在心中埋下了科研報國的種子。3年前博士畢業(yè),徐國梁成了科研團隊的一員。
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采購包多個關(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計劃則能讓中國‘人造太陽發(fā)出更多光和熱?!?/p>
要想實現(xiàn)穩(wěn)定強磁場環(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,只能自主研發(fā),不斷試驗!”
一次次嘗試,一次次調(diào)整方案,歷經(jīng)幾十次失敗,終于,團隊做到了讓銅線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>
為了搭建一個測量粒子的能譜設(shè)備,丁銳團隊花了3年時間:“這個設(shè)備能為EAST運行提供物理數(shù)據(jù)支撐。國際上沒人做,出于研究需要,我們就試著自己動手。”丁銳說,選用哪種探測器、如何進(jìn)行粒子收集,都靠大家一點點摸索,最終在2020年研發(fā)成功,并很快應(yīng)用在EAST上。
100秒、200秒、300秒……2021年12月30日,EAST實現(xiàn)了1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運行,這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運行的最長時間。
丁銳曾赴歐洲多個聚變研究中心學(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。”徐國盛說,去年一年,外國學(xué)者以視頻形式遠(yuǎn)程參與的實驗就有幾十次。
丁銳和團隊一起,正向更高參數(shù)穩(wěn)態(tài)高約束等離子體運行發(fā)起新的沖擊;這個平均年齡只有35歲的科研團隊,期待著點亮核聚變的第一顆“人造太陽”……
(摘自《人民日報》2022年6月10日,有刪改/圖 槿喑)