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中科院合肥物质科学研究院：“让中国‘人造太阳’发出更多光和热”

时间：2022-06-23 11:51:21 来源：

4层楼高、直径8米、重400吨——这就是被称为“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），坐落在安徽合肥“科学岛”上。

多年来，中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST团队，为实现人类开发利用核聚变能源的梦想，一直努力奔跑着，目标直指在中国大地上点亮“核聚变发电的第一盏灯”。

“让中国‘人造太阳’发出更多光和热”

早上7点，EAST实验物理协调人丁锐的身影就已出现在控制室里：“我们正在进行新一轮实验，大屏上跳动的数字，就是‘人造太阳’的实验放电次数。”

今年，是丁锐加入等离子体物理研究所的第十六个年头；历经多次实验，他见证了EAST一次又一次突破极限……

人类为何要“造太阳”？“因为煤、石油、天然气不可再生，终有一天会被耗尽。风能、水能、太阳能等新能源，受限于天气或地理环境，也难以完全满足需要。”丁锐告诉记者，通过模拟太阳内部核聚变原理，实现源源不断的清洁能源供应，是他一直以来的梦想。

怀揣同一个梦想，五湖四海的青年科学家们汇聚于此。丁锐的团队，负责研究EAST实验中等离子体与材料的相互作用，目的是延长材料的使用寿命。

90后徐国梁，高中时听说我国全面开展国际热核聚变实验堆（ITER）计划工作的消息后，就在心中埋下了科研报国的种子。3年前博士毕业，徐国梁成了科研团队的一员。

作为应用超导工程技术研究室副主任，入所10多年的秦经刚承担ITER采购包多个关键部件的研发。他告诉记者，“如果说EAST是研究核聚变能的基础，ITER计划则能让中国‘人造太阳’发出更多光和热。”

“没了后顾之忧，更能潜心钻研”

虽然三面环水，远离城市，可在丁锐看来，“科学岛”上样样有。学校、医院齐全，宿舍、食堂便利，“所里连健身设施都考虑到了，建了篮球场、网球场和羽毛球馆，更别提实验必需的精密仪器了。”

“没了后顾之忧，更能潜心钻研。”丁锐说。从技术突破到工程建设，从系统集成到科学研究，EAST团队攻克了一个又一个难题。

要想实现稳定强磁场环境，超导材料十分关键。一根超导线，既要挤压缠绕，又得拥有一定的空隙率，这曾让秦经刚愁得吃不下饭：“曾经请过国外专家，也是一筹莫展。要想满足ITER装置的要求，只能自主研发，不断试验！”

一次次尝试，一次次调整方案，历经几十次失败，终于，团队做到了让铜线100%不断线。中国制造的超导电缆，如期应用到ITER计划中，超导材料也开始量产，从进口变为出口。

为了搭建一个测量粒子的能谱设备，丁锐团队花了3年时间：“这个设备能为EAST运行提供物理数据支撑。国际上没人做，出于研究需要，我们就试着自己动手。”丁锐说，选用哪种探测器、如何进行粒子收集，都靠大家一点点摸索，最终在2020年研发成功，并很快应用在EAST上。

“关键要看解决了什么技术问题”

100秒、200秒、300秒……2021年12月30日，EAST实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。

从上“岛”求学到带领团队，丁锐的成长，离不开等离子体物理研究所的激励体系；在这里，科研工作者的评价不单看论文，而是“关键要看解决了什么技术问题”。

“我们这个团队，除科研人员，还有技术员、工程师，按贡献度评定职称。”等离子体物理研究所副所长徐国盛说，目的就是鼓励大家解决实际问题。

丁锐曾赴欧洲多个聚变研究中心学习、工作，“科学岛”不少研究人员也都有类似经历。“过去是把科研人员送往国外深造，如今则有越来越多外国学者来‘岛’上。”徐国盛说，去年一年，外国学者以视频形式远程参与的实验就有几十次。

在“科学岛”北部两公里处的大科学装置集中区，聚变堆主机关键系统综合研究设施园区最近刚刚交付。周边，科学家小镇、科学服务区、成果转化区配套齐全。作为关键部件的研发中心，园区将为中国自主建造聚变工程实验堆奠定基础。

丁锐和团队一起，正向更高参数稳态高约束等离子体运行发起新的冲击；这个平均年龄只有35岁的科研团队，期待着点亮核聚变的第一颗“人造太阳”……


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