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平均年龄为34岁的“日复一日”年轻人“点燃”聚变灯

2020-01-02 15:38  来源:南昌新闻网

中国科学院合肥材料科学研究所等离子研究所的年轻研究人员团队——“一天一天”的“年轻人”点燃“融合灯(普通人的图像)”。岛上中国科学院合肥材料科学研究所等离子物理研究所(以下简称等离子研究所)身着蓝色工装的“80后”研究员秦静刚刚刚打开实验室大门,开始了为期一天的研究。

国际热核聚变实验堆(ITER)计划由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国联合实施。它的目标是建造世界上第一个受控热核聚变实验反应堆,并将“人造太阳”从梦想变成现实。作为七个缔约方的成员,中国承担了近10%的ITER设备采购一揽子计划,而中国73%的任务是通过等离子体完成的。

从1998年“EAST Super Ring”全超导托卡马克装置(EAST)正式获批到2017年稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行打破世界纪录,这与等离子体研究所科学家数十年的技术研究和物理实验研究密不可分。

“如果‘东方超级循环’是我们核聚变能源研究的基础,那么国际热核聚变实验堆(ITER)计划就是让中国的‘小太阳’发射更多的光和热。”秦静刚自豪地说道。今年是秦镜刚刚加入该研究所的第13年。现为应用超导工程技术研究所副所长,承担了ITER采购包几个关键部件的研发和科学实验。

秦静刚的超导导体生产团队从“0”到“1”取得了突破,从内部超导电缆到外壳中的不锈钢管线圈。

2007年,中国承担了在超导导线采购包中采购76公里超导电缆的任务。直径为0.82毫米的超导导线不仅要挤压和缠绕,还要保持一定的空隙率。不允许断裂或变形。这一度让秦静刚为难。“2008年,我们特别邀请了国外专家来指导我们。断开连接的问题仍然无法解决。”数以千计的超导电线被缠绕成900米的超导电缆,这些电缆需要数十吨原材料,价值超过1000万元。几十次失败后,团队最终实现了零损伤和100%连续布线。

除超导电缆外,ITER对带有超导导体外壳的不锈钢管有很高的要求:在零下269摄氏度时韧性好,断裂伸长率大于30%。“我们已经决定自己开发它。”秦京刚表示,该团队已经与浙江一家不锈钢生产公司联手,并提出了一些想法。经过不断的测试和改进,在独立的努力下,断裂伸长率已成功超过30%。

所有重大的科学和工程研究都是团队合作的结果。从初步准备到随后的竣工,制造超导电缆需要将近一个月的时间,每个人都必须参与其中。“我们超导导体生产团队有35人,基本上都是“85后”。我老了,80岁了。”秦静刚害羞地笑了笑。“我们的专长不同。我们有研究低温、物理、真空等领域的同事,也有专攻核工程、材料、力学等领域的合作伙伴。”等离子研究所的研究团队不仅通过自主研发克服了困难,还开发了每年从几十公斤到现在每年100吨的超导带材,实现了从进口到出口的突破。

“你不应该低估超导材料,它是磁共振的基础材料,可以用于医学领域。”秦静刚介绍说,超导材料最初被外国垄断,但现在它们已经取得了技术突破,不仅可以满足国内科学仪器的需要,还可以为磁共振、加速器等行业做出贡献。

“一旦热核聚变实验堆研究成功,它就可以利用海水发电。氘从一升氧中提取