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探秘新一代“人造太阳”实验装置:要把事情做

        发布时间:2019-12-15 16:28        编辑:北极电力网

12月初的成都,阴雨连绵。湿冷的空气侵蚀着大地,万物都期盼着太阳的来临。

一大早就来到核工业西南物理研究院的蔡立君,从车上下来搓了搓手,急匆匆地走向中国环流器二号M装置项目(HL-2M)安装现场。作为该项目安装负责人,半年来这几乎是他一天忙碌的“固定开场”。

“人造太阳”是一代代核聚变人接力奔跑,致力于照亮人类未来的梦想。半个世纪来,核西物院聚变人孜孜以求,不断探索,追寻着梦想的脚步。守得云开见明月。历经近10年拼搏,如今这里,新一代“人造太阳”实验装置正在“茁长成长”。

“环流器二号M装置预计明年运行,建成后将为人类制造“人造太阳”提供重要的技术支撑,届时我们离实现核聚变清洁能源的梦想将又跨近一步。”核工业西南物理研究院院长段旭如说道。

那么现在工程进展如何?大科学工程的科学技术是走在世界科学发展的最前端的,装置设计建造“前无古人”,核西物院聚变人这一路走来又面临哪些挑战?记者近日走进核西物院,一探究竟。

    筹建近10年,不能超过0.1毫米偏差

走进试验大厅,偌大的房子中间,正在安装的新一代“人造太阳”实验装置——中国环流器二号M装置已见雏形——电子温度将达到2亿摄氏度,等离子体电流将提高到3兆安培,结构更加先进,核心材料独一无二,装置更加接近未来聚变堆所需要的物况、条件……装置近乎于科幻色彩的先进参数与物况不断拉近着的聚变人追逐“人造太阳”的梦想。

“项目终于见到曙光了。”望着眼前这个“庞然大物”,中国环流器二号M装置项目经理刘永不禁感叹:“从最早的筹划、设计定型,到建造,再到安装,我们用了近10年的时间。比想象的困难。由于它的先进性,不少材料和工艺都是前人没有做过的。中间遇到很多问题,我们不断在挑战极限。”

中心柱是装置主机最重的部分,高度约为2层楼,米,重约80吨。作为整个装置基础环节,它的按期交付将直接影响后期安装进度。为此,二号M装置线圈团队放弃了2018年整个春节,在现场苦战了整整3个月。按期交付还未来得及庆祝,他们又迎来更大难题——中心柱要从预试验大厅移到试验大厅,这个距离只有40多米,但因为其使用了特殊材料,“大块头”在移动期间不得有一丝一毫的磕碰。同时,安装时精度要求不能超过0.1毫米偏差。

“为了万无一失,我们反复讨论,一个月内做了十几个方案。”线圈组负责人刘晓龙是控制理论与控制工程专业博士,说起专业知识来意气风发,自2017年担任该团队的负责人以来面临了无数的困难,为了解决问题常常是就一个问题就要重新学习一门课程。

移动当天,这条走路只需要2分钟的路线,从安装座小心翼翼地拆除并移动整整花费了近9个小时。“移动中,大家像呵护宝贝一样。” 刘晓龙笑着说:“还不错,我们成功了。”

    严细精神贯穿每一个环节,我们信心满满

“这个装置只能成功,不能失败!必须要做到建设目标的零风险。既然把任务交给我们这个团队了,我们有义务把这个事情做好,给中核集团,给核工业,乃至国家一个交代。”2M项目对接会上,刘永的讲话掷地有声。

2M项目是继首座受控核聚变实验装置——中国环流器一号,新一号,二号A后,核西物院建设的第四台托卡马克实验装置。但由于装置的先进性,该装置与前三个装置有着跨越式的差距。从装置的前期调研、设计,以及建造,安装,核西物院的科研人员、设计师、工程师和项目管理团队300多人全力以赴地推动该项目建设。

2019年6月,项目正式进入安装阶段。但大学科工程涉及科学、技术、工程各个方面,多学科交叉,强度大、难度高。项目安装,各个专业团队如何协同推进成了蔡立君每天都要面对的事情。“这个项目的精度要求非常高,安装的过程中都是以毫米计算,涉及的系统和部件数量也是巨大的,给我们提出了不小的挑战。为了确保安装无误,我们每周要开大量的协调推进会,针对方案和界面等问题反复沟通修改。”话音刚落,蔡立君的手机再次响起。每天,他的工作电话几十个。

2M项目的有序推进让刘永露出欣慰的微笑。而更让他感到自豪的是,在这里,环流器二号M装置将为我国参与国际热核聚变堆(ITER)计划工作,以及自主设计建造未来聚变堆提供重要技术支撑,而且通过近10年的打磨,“一批人起来了。未来一旦有更大的项目,他们完全可以胜任。他们具备成为国际一流人才的潜质。”

说起来,近年来参加ITER的项目,也是核西物院人才成长的助推器。同时也推动着院的发展。因为参加该项目,核西物院常年有20多人在法国工作,他们把先进的管理模式、管理经验都带回来了。现在无论是核西物院的管理体系建立,还是2M项目的工程管理水平都提到一个新的水平。如今2M项目建立了质保体系、安全标准体系,“严细精神贯穿项目每一个环节。”

“目前,项目的部件都已经建造完成,按照进度,预计明年实现运行。”诚然,科学装置,必须等到它运行的时候才能知道。但“十月怀胎,成功达到目标,我们信心满满,我们充满期待。”采访最后,刘永说道。

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