“人造太陽”是怎樣升起的,？

2007/1/19 9:50:00

新華網(wǎng)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(dǎo)非圓截面核聚變實驗裝置（EAST）,，以不爭的建設(shè),、運行業(yè)績向世人表明：中國人在核聚變實驗領(lǐng)域站到了世界前沿。

    一個沒有人做過的全超導(dǎo)核聚變實驗裝置,，一門最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)……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(xiàn)核聚變發(fā)電,，成為人類的夢想

    太陽是通過內(nèi)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?zé)岷司圩兩稀?

    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�—讓核聚變產(chǎn)生的能量得到約束,，溫柔平和地長期釋放——實現(xiàn)核聚變發(fā)電，成為人類的夢想,。

    一些發(fā)達國家紛紛興建“托卡馬克”裝置——構(gòu)造一個形如中空面包圈的環(huán)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(xiàn)聚變反應(yīng),。我國也在上世紀70至90年代在合肥、成都等地興建了數(shù)座托卡馬克裝置,，進行核聚變實驗研究,。

    然而，由于技術(shù)局限,，全球現(xiàn)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(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用,，這種技術(shù)可以使等離子體穩(wěn)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(dǎo)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(xué)工程之一,，加緊在合肥部署和研制。

    “我們的部件,，現(xiàn)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(dǎo)托卡馬克裝置,。經(jīng)驗匱乏、資料缺乏,，加上經(jīng)費不足,、建設(shè)工期較短……中國科學(xué)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(zhàn),。

    “聽說我們要用2000萬美元建造全超導(dǎo)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(qū)的科學(xué)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(xiàn)有國際方案和已有先進國家的相關(guān)材料的同時，中國科學(xué)家決定自主設(shè)計方案,，自主研制一些關(guān)鍵器件,，走一條“省錢的路”。

    在國外,，類似實驗裝置的相關(guān)部件主要由工業(yè)企業(yè)生產(chǎn),。EAST工程所需部件大都是非標準產(chǎn)品，而我國工業(yè)界力量相對較弱,，中科院等離子體研究所設(shè)立了上百人的研制中心,，自主加工制作關(guān)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�咬咬牙：“我不信這個東西自己做不成！”

    回國后,，31歲的潘皖江博士帶領(lǐng)一個小組從基礎(chǔ)原理,、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)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,。“我們的部件現(xiàn)在比俄羅斯的還有競爭力,�,！�

    導(dǎo)體研制、磁體研制,、精密加工,、絕緣處理……一個個難關(guān)相繼被攻破。這些技術(shù)不僅解決了EAST裝置的難題,，還可以輻射到其他工業(yè)領(lǐng)域,。

    約束帶電粒子的強磁場，是通過超導(dǎo)導(dǎo)體中的強大電流產(chǎn)生的,，而低溫是維持材料超導(dǎo)性的先決條件,。科學(xué)家經(jīng)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(yù)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(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)——主要依靠自己的力量,，中國科學(xué)家不僅建成世界上第一個全超導(dǎo)核聚變實驗裝置,，而且實現(xiàn)連續(xù)成功放電，以高效率創(chuàng)造了令世人驚異的成績,。

    “以前無人理睬,，現(xiàn)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(xiàn)在是邀請報告�,！眹�際學(xué)術(shù)會議上“待遇”的轉(zhuǎn)變，讓武松濤感觸良多,。

    “對世界聚變研究產(chǎn)生重要影響的先進科學(xué)設(shè)備”,、“世界上第一個同時具有全超導(dǎo)磁體和主動冷卻結(jié)構(gòu)的托卡馬克”，一系列評價接踵而至,�,！癊AST將在未來10年內(nèi)保持世界先進水平�,！泵绹�核能專家蓋瑞·杰克遜博士說,。

    在我國率先建成第一個全超導(dǎo)托卡馬克后，日本計劃參照我國的方法將現(xiàn)有裝置改造成全超導(dǎo)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(shè)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(shè)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(xué)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(chǔ)做起,。”所里的老研究員鼓勵武松濤：“我都能感覺到你們的壓力,，我相信你們能完成任務(wù),�,！�

    “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(dǎo)導(dǎo)線中挑選優(yōu)質(zhì)導(dǎo)線,，枯燥的工作一干就是半年,，而為了節(jié)約經(jīng)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(yè)的快樂,，支撐起了這些人,。”研究所所長李建剛說：“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,。“‘單個’拿出去都不是最強的,，但是合在一起就能發(fā)生‘核聚變’,。”經(jīng)歷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(yīng)堆計劃（ITER）終于塵埃落定，正式啟動,。這一舉世矚目的反應(yīng)堆將建設(shè)10年,。作為參與國家之一，中國將承擔10％的責(zé)任,，而中科院等離子體研究所將承擔起一批部件的研發(fā)任務(wù),，涉及超導(dǎo)技術(shù)、大功率電源技術(shù),、遙控技術(shù)等,。

    科學(xué)家預(yù)計要到2050年左右，才能真正實現(xiàn)核聚變發(fā)電,。追逐“太陽”的過程,，絢爛美麗而又充滿艱辛,。擺在中國科學(xué)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(jīng)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,。”