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平均年齡34歲 “逐日”青年人“點亮”聚變燈
時間:2020-01-06   來源:四川省送變電

中科院合肥物質科研院等離子體所青年研究員團隊——

“逐日”青年人 “點亮”聚變燈(百姓影像)

  圖為2019年12月5日,秦經剛(后)在科學島超導導體生產大廳和團隊成員交流工作進展。


  清晨,安徽合肥,蜀山湖畔,晨霧還未散去,科學島上一片寧靜。島上中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所內(以下簡稱等離子體所),身著藍色工裝服的“80后”研究員秦經剛打開實驗室大門,開始了一天的研究。

  國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國等七方共同實施,目的是建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆,將“人造太陽”從夢想變為現實。中國作為七方成員之一,承擔了ITER裝置近10%的采購包,而中國任務中的73%由等離子體所承擔。

  從1998年“東方超環”全超導托卡馬克裝置(EAST)正式立項,到2017年實現穩定的101.2秒穩態長脈沖高約束等離子體運行刷新世界紀錄,離不開等離子體所科學家們幾十年技術攻關的物理實驗研究。

  “如果說‘東方超環’是我們研究核聚變能的基礎,那么國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃則是讓中國‘小太陽’發出更多光與熱。”秦經剛自豪地說。今年是秦經剛加入研究所的第十三個年頭,如今他擔任應用超導工程技術研究室副主任,承擔了ITER采購包多個關鍵部件的研發和多項科學實驗。

  從內部超導電纜到外殼不銹鋼管線圈,秦經剛所在的超導導體生產團隊實現了從“0”到“1”的突破。

  2007年,中國承擔了超導導體采購包中的76公里超導電纜任務。一根直徑0.82毫米的超導線,既要擠壓纏繞,又要保持一定的空隙率,不允許出現斷裂或變形,這曾讓秦經剛犯了難。“2008年我們特意從國外請了專家來指導,斷線問題仍無法解決。”上千根超導線纏繞成900米的超導電纜,需耗費原材料幾十噸,價值千萬以上。一次次拿銅線做實驗,經歷幾十次失敗,團隊終于做到了零損傷,100%不斷線。

  除超導電纜外,ITER計劃對超導導體外殼不銹鋼管的要求也很高:零下269攝氏度下韌性良好,斷裂伸長率大于30%。“我們決定自主研發。”秦經剛介紹,團隊聯合了浙江一家生產不銹鋼的公司,提出設想,不斷試驗、改進,憑借自主努力,成功實現了斷裂伸長率超過30%。

  所有的大科學工程研究,都是團隊合作的結果。從前期準備到后續完成,制作一根超導電纜需要近1個月時間,每個人都要參與其中。“我們這個超導導體生產團隊一共35人,基本都是‘85后’,我都算老的了,80年的。”秦經剛不好意思地笑了笑,“我們的專業各不相同,既有研究低溫、物理、真空等方向的同事,也有專攻核工程、材料、力學等領域的伙伴。”等離子體所的研究團隊通過自主研發不僅攻克了難關,還使超導帶基材料從年產幾十公斤發展到現在的年產百噸,實現了從進口到出口的突破。

  “你可別小看了超導材料,它是磁共振的基礎材料,可以用于醫療領域。”秦經剛介紹,超導材料原先被國外壟斷,如今實現了技術突破,不僅能滿足國內大科學裝置的需求,也能為磁共振、加速器等行業做出貢獻。

  “熱核聚變實驗堆一旦研究成功,就能利用海水發電,一升海水中提取的氘經過聚變反應釋放的能量相當于300升石油。”超導導體生產團隊的金京說。2013年,他參與了ITER導體線圈制造,身處這支團隊,他倍感自豪:“這是整個研究所的共同努力!僅圖紙,我們就有幾十萬張,能裝滿一個房間。”

  這個平均年齡34歲的等離子體所團隊,2019年榮獲了第二十三屆“中國青年五四獎章集體”稱號。這些“逐日”青年,以夢為馬,相聚科學島,不斷在為清潔能源的發展做出努力。(記者 游 儀攝影報道)

信息來源:國家能源局


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