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中科院合肥物质科研院等离子体所青年研究员团队——盐城恒多润科技有限公司

“逐日”青年人 “点亮”聚变灯聊城禄元东有限公司

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2020-01-02 人民日报 游仪
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图为2019年12月5日,秦经刚(后)在科学岛超导导体生产大厅和团队成员交流工作进展。

  清晨,安徽合肥,蜀山湖畔,晨雾还未散去,科学岛上一片宁静。岛上中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所内(以下简称等离子体所),身着蓝色工装服的“80后”研究员秦经刚打开实验室大门,开始了一天的研究。

  国际热核聚变实验堆(ITER)计划,由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等七方共同实施,目的是建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆,将“人造太阳”从梦想变为现实。中国作为七方成员之一,承担了ITER装置近10%的采购包,而中国任务中的73%由等离子体所承担。

  从1998年“东方超环”全超导托卡马克装置(EAST)正式立项,到2017年实现稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行刷新世界纪录,离不开等离子体所科学家们几十年技术攻关的物理实验研究。

  “如果说‘东方超环’是我们研究核聚变能的基础,那么国际热核聚变实验堆(ITER)计划则是让中国‘小太阳’发出更多光与热。”秦经刚自豪地说。今年是秦经刚加入研究所的第十三个年头,如今他担任应用超导工程技术研究室副主任,承担了ITER采购包多个关键部件的研发和多项科学实验。

  从内部超导电缆到外壳不锈钢管线圈,秦经刚所在的超导导体生产团队实现了从“0”到“1”的突破。

  2007年,中国承担了超导导体采购包中的76公里超导电缆任务。一根直径0.82毫米的超导线,既要挤压缠绕,又要保持一定的空隙率,不允许出现断裂或变形,这曾让秦经刚犯了难。“2008年我们特意从国外请了专家来指导,断线问题仍无法解决。”上千根超导线缠绕成900米的超导电缆,需耗费原材料几十吨,价值千万以上。一次次拿铜线做实验,经历几十次失败,团队终于做到了零损伤,100%不断线。

  除超导电缆外,ITER计划对超导导体外壳不锈钢管的要求也很高:零下269摄氏度下韧性良好,断裂伸长率大于30%。“我们决定自主研发。”秦经刚介绍,团队联合了浙江一家生产不锈钢的公司,提出设想,不断试验、改进,凭借自主努力,成功实现了断裂伸长率超过30%。

  所有的大科学工程研究,都是团队合作的结果。从前期准备到后续完成,制作一根超导电缆需要近1个月时间,每个人都要参与其中。“我们这个超导导体生产团队一共35人,基本都是‘85后’,我都算老的了,80年的。”秦经刚不好意思地笑了笑,“我们的专业各不相同,既有研究低温、物理、真空等方向的同事,也有专攻核工程、材料、力学等领域的伙伴。”等离子体所的研究团队通过自主研发不仅攻克了难关,还使超导带基材料从年产几十公斤发展到现在的年产百吨,实现了从进口到出口的突破。

  “你可别小看了超导材料,它是磁共振的基础材料,可以用于医疗领域。”秦经刚介绍,超导材料原先被国外垄断,如今实现了技术突破,不仅能满足国内大科学装置的需求,也能为磁共振、加速器等行业做出贡献。

  “热核聚变实验堆一旦研究成功,就能利用海水发电,一升海水中提取的氘经过聚变反应释放的能量相当于300升石油。”超导导体生产团队的金京说。2013年,他参与了ITER导体线圈制造,身处这支团队,他倍感自豪:“这是整个研究所的共同努力!仅图纸,我们就有几十万张,能装满一个房间。”

  这个平均年龄34岁的等离子体所团队,2019年荣获了第二十三届“中国青年五四奖章集体”称号。这些“逐日”青年,以梦为马,相聚科学岛,不断在为清洁能源的发展做出努力。

  (原载于《人民日报》 2020-01-02 07版)

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