能源短缺，是日益嚴(yán)峻的全球性挑戰(zhàn)。能否在地球上造出“人造太陽(yáng)”，為人類提供清潔、穩(wěn)定的能源？這一問(wèn)題，困擾了全世界幾代科學(xué)家。
為了實(shí)現(xiàn)“人造太陽(yáng)”這一夢(mèng)想，一個(gè)平均年齡只有33歲的高精尖科研團(tuán)隊(duì)，用青春與智慧書寫了科技報(bào)國(guó)的新時(shí)代篇章，被譽(yù)為“種太陽(yáng)”團(tuán)隊(duì)。
這個(gè)團(tuán)隊(duì)，就是榮獲第二十六屆“中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)录w”的核工業(yè)西南物理研究院“人造太陽(yáng)”中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M（HL—2M）裝置研制團(tuán)隊(duì)。
“人造太陽(yáng)”，一個(gè)世界前沿科技領(lǐng)域——受控核聚變。
對(duì)核能的利用，主要包括核裂變和核聚變。大家比較熟悉的是核裂變。而為地球提供光和熱的太陽(yáng)，其能量來(lái)源是核聚變反應(yīng)。與核裂變不同，核聚變反應(yīng)不產(chǎn)生核廢料，也不產(chǎn)生溫室氣體，原料可從海水中提取，清潔又穩(wěn)定。
為實(shí)現(xiàn)中國(guó)的“聚變能源夢(mèng)”，“種太陽(yáng)”團(tuán)隊(duì)以一往無(wú)前的奮斗姿態(tài)，毅然承擔(dān)起我國(guó)最新一代先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)研究裝置建設(shè)重任。
“種太陽(yáng)”，有多難？
要在人工控制條件下，實(shí)現(xiàn)等離子體的離子溫度達(dá)到1億攝氏度以上。要制造出容器，承載1億攝氏度的等離子體。要把1億攝氏度以上的時(shí)間保持得足夠長(zhǎng)，直到滿足穩(wěn)定發(fā)電需要。
這樣的神奇操作，離不開(kāi)“種太陽(yáng)”團(tuán)隊(duì)研制的HL-2M裝置。“HL-2M裝置作為我國(guó)最新一代先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)研究裝置，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)核聚變能開(kāi)發(fā)事業(yè)跨越式發(fā)展的重要依托裝置。”核工業(yè)西南物理研究院聚變科學(xué)所黨委書記、副所長(zhǎng)毛維成介紹，2020年12月4日，新一代“人造太陽(yáng)”裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M（HL-2M）裝置在四川成都建成，并實(shí)現(xiàn)首次放電。
“科學(xué)研究是科技和工業(yè)的先導(dǎo)，唯有在科研原始創(chuàng)新領(lǐng)域不斷突破，才能確保核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里。”這是“種太陽(yáng)”團(tuán)隊(duì)的共識(shí)。
幾年來(lái)，“種太陽(yáng)”團(tuán)隊(duì)想方設(shè)法從實(shí)現(xiàn)裝置建設(shè)的全面國(guó)產(chǎn)化入手，不斷攻克關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)，最大限度克服了“卡脖子”現(xiàn)象。
HL-2M裝置的真空室，為放電實(shí)驗(yàn)提供超真空環(huán)境，比宇宙真空環(huán)境還要低好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，用來(lái)盛裝上億度高溫等離子體。但是，設(shè)計(jì)精度高、制造難度大等原因，使眾多企業(yè)告知真空室無(wú)法加工。
“我們只能將科學(xué)思維迅速調(diào)整為工程思維，親自動(dòng)手設(shè)計(jì)工程圖紙。”核工業(yè)西南物理研究院聚變科學(xué)所副所長(zhǎng)鐘武律說(shuō)，經(jīng)過(guò)6年艱難探索，團(tuán)隊(duì)制造出我國(guó)首臺(tái)D形截面特材雙層雙曲率薄壁件全焊接環(huán)狀超高真空容器，相關(guān)工藝和技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
“關(guān)鍵方案推倒重來(lái)，在大多時(shí)候是不敢想象的事情，但在‘種太陽(yáng)’團(tuán)隊(duì)，卻是科研工作的常態(tài)。”核工業(yè)西南物理研究院聚變科學(xué)所黨委副書記蔡立君說(shuō)，“原始創(chuàng)新就意味著要敢于推倒重來(lái)，不斷向科技的廣度和深度進(jìn)軍。”
“建成HL-2M裝置，是一項(xiàng)前無(wú)古人的事業(yè)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這個(gè)奇跡，最根本的是要有一支能奮斗、敢拼搏的科研團(tuán)隊(duì)。”毛維成說(shuō)。
美國(guó)以核心技術(shù)為由禁售高強(qiáng)度膨脹螺栓，這是團(tuán)隊(duì)需要解決的又一項(xiàng)“卡脖子”難題。“越是封鎖，越要超越。”團(tuán)隊(duì)成員從零開(kāi)始，經(jīng)過(guò)數(shù)百種材料比對(duì)和上千次試制，終于攻克關(guān)鍵技術(shù)，打破國(guó)外封鎖。
“HL-2M裝置的所有核心部件，都是由我們中國(guó)人自己設(shè)計(jì)制造完成的。”蔡立君說(shuō)，團(tuán)隊(duì)不僅鍛造了一批國(guó)際視野的領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，而且極大提升了我國(guó)制造水平和工程技術(shù)能力，帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。
“作為一支年輕的科研團(tuán)隊(duì)，我們將一如既往地戰(zhàn)斗在攀登核聚變科技高峰的一線，打造開(kāi)放共享的國(guó)際合作平臺(tái)。”“種太陽(yáng)”團(tuán)隊(duì)成員一致表示，“我們力爭(zhēng)在中國(guó)點(diǎn)亮世界第一盞‘聚變之燈’。”
