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        “人造太陽”是怎樣升起的?-個人劑量報警儀|個人劑量儀|中子測量儀|表面污染儀|輻射報警儀|輻射檢測儀-上海仁日輻射防護設備有限公司

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        行業新聞

        “人造太陽”是怎樣升起的?

        2007/1/19 9:50:00

        新華網合肥1月15日電(李斌、楊文婷、蔡敏)50毫秒!雖然放電時間不到1秒,卻使人們進一步看到了通過核聚變解決能源問題的希望。

            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,我國新一代“人造太陽”——全超導非圓截面核聚變實驗裝置(EAST),以不爭的建設、運行業績向世人表明:中國人在核聚變實驗領域站到了世界前沿。

            一個沒有人做過的全超導核聚變實驗裝置,一門最前沿的基礎科學……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?

            實現核聚變發電,成為人類的夢想

            太陽是通過內部的核聚變不斷輻射熱量和能量的。面對人類能源危機,人們將希望的目光寄托在可控熱核聚變上。

            上世紀50年代起,人類開始研究核聚變,研制成功氫彈?刂坪司圩儭尯司圩儺a生的能量得到約束,溫柔平和地長期釋放——實現核聚變發電,成為人類的夢想。

            一些發達國家紛紛興建“托卡馬克”裝置——構造一個形如中空面包圈的環形磁容器,利用強磁場約束帶電粒子,將聚變原料加熱到上億攝氏度高溫,實現聚變反應。我國也在上世紀70至90年代在合肥、成都等地興建了數座托卡馬克裝置,進行核聚變實驗研究。

            然而,由于技術局限,全球現有“人造太陽”實驗裝置放電的時間很短,最長只有4分鐘。人們寄希望于全超導技術的應用,這種技術可以使等離子體穩定運行也就是放電的時間進一步延長到16分鐘。

            上世紀末期,美國、日本、印度等國家開始研制全超導核聚變實驗裝置。我國從1998年起,也將這一項目列為“九五”期間6大科學工程之一,加緊在合肥部署和研制。

            “我們的部件,現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托卡馬克裝置。經驗匱乏、資料缺乏,加上經費不足、建設工期較短……中國科學院等離子體研究所EAST團隊成立之初,就面臨巨大的困難和挑戰。

            “聽說我們要用2000萬美元建造全超導核聚變裝置,國外沒有人相信,認為中國人只是在嘴上說說而已!边h離合肥市區的科學島上,回想當年,等離子體研究所副所長武松濤記憶猶新。

            在借鑒一些現有國際方案和已有先進國家的相關材料的同時,中國科學家決定自主設計方案,自主研制一些關鍵器件,走一條“省錢的路”。

            在國外,類似實驗裝置的相關部件主要由工業企業生產。EAST工程所需部件大都是非標準產品,而我國工業界力量相對較弱,中科院等離子體研究所設立了上百人的研制中心,自主加工制作關鍵部件。

            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,想買幾百個這種如同圓珠筆大小的部件,對方一報價:一個1400美元!耙粌蓚狠狠心就買了,但這么多,就太貴了!蔽渌蓾ба溃骸拔也恍胚@個東西自己做不成!”

            回國后,31歲的潘皖江博士帶領一個小組從基礎原理、基礎結構、基礎實驗做起。在超低溫下,部件動輒非裂即碎。失敗了一次又一次,歷時三年終于在2000年研制成功!拔覀兊牟考F在比俄羅斯的還有競爭力!

            導體研制、磁體研制、精密加工、絕緣處理……一個個難關相繼被攻破。這些技術不僅解決了EAST裝置的難題,還可以輻射到其他工業領域。

            約束帶電粒子的強磁場,是通過超導導體中的強大電流產生的,而低溫是維持材料超導性的先決條件?茖W家經過努力,成功地將EAST200多噸冷制部件的溫度降到了零下269攝氏度!2004年,印度自己研制的托卡馬克裝置降到60多攝氏度,就降不下去了!表椖靠偣こ處熚膛宓抡f。

            預計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。

            8年時間、2億元人民幣、56項具有自主產權的關鍵技術——主要依靠自己的力量,中國科學家不僅建成世界上第一個全超導核聚變實驗裝置,而且實現連續成功放電,以高效率創造了令世人驚異的成績。

            “以前無人理睬,現在國際重要的聚變大會競相邀請,成了VIP(貴賓);以前只能是張貼報告,頂多是口頭報告,現在是邀請報告!眹H學術會議上“待遇”的轉變,讓武松濤感觸良多。

            “對世界聚變研究產生重要影響的先進科學設備”、“世界上第一個同時具有全超導磁體和主動冷卻結構的托卡馬克”,一系列評價接踵而至!癊AST將在未來10年內保持世界先進水平!泵绹四軐<疑w瑞·杰克遜博士說。

            在我國率先建成第一個全超導托卡馬克后,日本計劃參照我國的方法將現有裝置改造成全超導裝置;美國由于諸多因素,取消了原有計劃……

          “我做不下去了,換人吧”

            成功設計出“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,換人吧!

            拿不出總體設計方案時,武松濤感覺“走投無路、無從做起”。種種壓力疊加,讓這位科學家甚至在同事面前掉下了眼淚:“這個項目如果沒做好,我們愧對整個社會,愧對整個國家!

            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。研究室同事安慰潘皖江,“我們可以一起從頭做起,一起從最基礎做起!彼锏睦涎芯繂T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!

            “保證星期六不休息,星期天休息不保證”--這是團隊成員們不成文的作息守則?蒲腥藛T遠赴俄羅斯,從一堆超導導線中挑選優質導線,枯燥的工作一干就是半年,而為了節約經費,研究人員寧愿每天在冰天雪地里走40多分鐘,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,暈倒后第一句話竟然還在問工作怎么樣了。

            何以如此?“是一種精神、一種事業的快樂,支撐起了這些人!毖芯克L李建剛說:“這些‘臭皮匠’一起完成一件事,我們所的團隊精神沒說的!

            200多人的團隊平均年齡40歲,沒有一個院士!啊畣蝹’拿出去都不是最強的,但是合在一起就能發生‘核聚變’!苯洑v整個研制過程的武松濤說。

            2006年11月21日,國際熱核聚變實驗反應堆計劃(ITER)終于塵埃落定,正式啟動。這一舉世矚目的反應堆將建設10年。作為參與國家之一,中國將承擔10%的責任,而中科院等離子體研究所將承擔起一批部件的研發任務,涉及超導技術、大功率電源技術、遙控技術等。

            科學家預計要到2050年左右,才能真正實現核聚變發電。追逐“太陽”的過程,絢爛美麗而又充滿艱辛。擺在中國科學家面前的道路,也同樣是充滿荊棘。但我們堅信,他們離“太陽”一定會越來越近……

            “我們已經好幾年沒有過年了!15日上午,武松濤在電話中告訴記者,本輪實驗之后,整個團隊將放一次長假,“畢竟,我們虧欠大家太多了!
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