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圖為2019年12月5日,秦經(jīng)剛(后)在科學(xué)島超導(dǎo)導(dǎo)體生產(chǎn)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(xué)島上一片寧靜。島上中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所內(nèi)(以下簡稱等離子體所),身著藍色工裝服的“80后”研究員秦經(jīng)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?zé)岷司圩儗嶒灧磻?yīng)堆,將“人造太陽”從夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。中國作為七方成員之一,承擔(dān)了ITER裝置近10%的采購包,而中國任務(wù)中的73%由等離子體所承擔(dān)。
從1998年“東方超環(huán)”全超導(dǎo)托卡馬克裝置(EAST)正式立項,到2017年實現(xiàn)穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)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(xué)家們幾十年技術(shù)攻關(guān)的物理實驗研究。
“如果說‘東方超環(huán)’是我們研究核聚變能的基礎(chǔ),那么國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃則是讓中國‘小太陽’發(fā)出更多光與熱?!鼻亟?jīng)剛自豪地說。今年是秦經(jīng)剛加入研究所的第十三個年頭,如今他擔(dān)任應(yīng)用超導(dǎo)工程技術(shù)研究室副主任,承擔(dān)了ITER采購包多個關(guān)鍵部件的研發(fā)和多項科學(xué)實驗。
從內(nèi)部超導(dǎo)電纜到外殼不銹鋼管線圈,秦經(jīng)剛所在的超導(dǎo)導(dǎo)體生產(chǎn)團隊實現(xiàn)了從“0”到“1”的突破。
2007年,中國承擔(dān)了超導(dǎo)導(dǎo)體采購包中的76公里超導(dǎo)電纜任務(wù)。一根直徑0.82毫米的超導(dǎo)線,既要擠壓纏繞,又要保持一定的空隙率,不允許出現(xiàn)斷裂或變形,這曾讓秦經(jīng)剛犯了難。“2008年我們特意從國外請了專家來指導(dǎo),斷線問題仍無法解決?!鄙锨Ц瑢?dǎo)線纏繞成900米的超導(dǎo)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(jīng)歷幾十次失敗,團隊終于做到了零損傷,100%不斷線。
除超導(dǎo)電纜外,ITER計劃對超導(dǎo)導(dǎo)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%?!拔覀儧Q定自主研發(fā)。”秦經(jīng)剛介紹,團隊聯(lián)合了浙江一家生產(chǎn)不銹鋼的公司,提出設(shè)想,不斷試驗、改進,憑借自主努力,成功實現(xiàn)了斷裂伸長率超過30%。
所有的大科學(xué)工程研究,都是團隊合作的結(jié)果。從前期準備到后續(xù)完成,制作一根超導(dǎo)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(dǎo)導(dǎo)體生產(chǎn)團隊一共35人,基本都是‘85后’,我都算老的了,80年的?!鼻亟?jīng)剛不好意思地笑了笑,“我們的專業(yè)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(xué)等領(lǐng)域的伙伴?!钡入x子體所的研究團隊通過自主研發(fā)不僅攻克了難關(guān),還使超導(dǎo)帶基材料從年產(chǎn)幾十公斤發(fā)展到現(xiàn)在的年產(chǎn)百噸,實現(xiàn)了從進口到出口的突破。
“你可別小看了超導(dǎo)材料,它是磁共振的基礎(chǔ)材料,可以用于醫(yī)療領(lǐng)域?!鼻亟?jīng)剛介紹,超導(dǎo)材料原先被國外壟斷,如今實現(xiàn)了技術(shù)突破,不僅能滿足國內(nèi)大科學(xué)裝置的需求,也能為磁共振、加速器等行業(yè)做出貢獻。
“熱核聚變實驗堆一旦研究成功,就能利用海水發(fā)電,一升海水中提取的氘經(jīng)過聚變反應(yīng)釋放的能量相當(dāng)于300升石油?!背瑢?dǎo)導(dǎo)體生產(chǎn)團隊的金京說。2013年,他參與了ITER導(dǎo)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?!?/p>
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?wù)录w”稱號。這些“逐日”青年,以夢為馬,相聚科學(xué)島,不斷在為清潔能源的發(fā)展做出努力。
?。ㄔd于《人民日報》 2020-01-02 07版)
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