作者:张林 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-29 9:08:29
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我国首个大科学装置退役:结束中开始 聚变中新生
 
■本报记者 张林
 
近日,不少家长带着孩子来到位于安徽合肥“科学岛”的中科院等离子体物理研究所(下称“等离子体所”),一睹前不久获批退役的我国首个大科学装置——“合肥超环”(HT-7)。
 
虽然附近有施工阻挡,但大家仍然遥遥相望,看着被摆放在显要位置的HT-7本体模型,听着科学家的讲解,一起回味它的辉煌传奇与历史。
 
HT-7为我国超导核聚变研究作出了卓越贡献,它的退役同样为我国大科学装置的建设、运行管理及退出机制提供了借鉴。
 
学到该学的
 
已经退休的等离子体所原副所长翁佩德,是T-7“变身”为HT-7的关键人物。当年,苏联决定把已经退役的T-7赠送给中国。该所随即成立了相应的领导小组,翁佩德任组长。
 
T-7运到所里后经过一系列安装、改造、建设、调试。当时的工程建设情况非常特殊,远非建设现在科学装置的状况可比。
 
“主要就是没钱,环境很艰苦,连把T-7从苏联运过来的运费都是借了一部分才凑齐的。”翁佩德感慨道,当年用于T-7改造的建设经费甚至买不起现在的EAST(先进实验超导托卡马克装置)的超导线。
 
同时,当时国内科研机构的研究能力及条件尚无法研制这样一个科学装置。T-7退役并有意赠与中国,恰巧能够满足中国该领域对于科学实验装置的需求。
 
我国等离子体物理研究比国外起步晚,装置水平比国外低,对T-7改造运行使我国有机会了解超导托卡马克的结构、设计和工程问题,为后来EAST成功建设运行奠定了基础。
 
如当时的T-7与国外同类装置比,各项技术参数较低,中国科学家为此进行了稳态运行方面,特别是装置壁处理方面的技术研究与突破,并获得一些宝贵的经验。而且,HT-7的波加热系统研究处于国内领先水平。
 
“现在看来,这仍是一件非常值得的事情。”翁佩德在接受《中国科学报》记者采访时表示,“中国科学家从中学到了该学到的东西,为我们走向超导托卡马克研究道路奠定了基础。”
 
运行经验值得借鉴
 
随着磁约束核聚变研究的发展,世界范围内的核聚变实验装置建设正在向工程方向发展,即向实验堆、聚变堆方向发展,物理研究和工程研究的相互平衡显得越来越重要。
 
等离子体物理属于实验物理系统,需要多装置协同试验,也就是用不同的装置做同一类试验。“我作为装置工程和运行类研究人员,发表的论文并不多,不像物理类研究人员可以依托装置从事研究并产出成果。”等离子体所党委书记、副所长张晓东介绍,所里为此建立了完善的物理计划、装置运行条件许可、装置安全运行管理等一系列制度。
 
同时,作为较窄的研究方向,等离子体物理研究一直面临人才培养难的问题。所里为此有针对性地加大了人才培养的力度,力争每年毕业生中约有1/3留所,保证了研究队伍特别是HT-7建设、物理研究人才队伍的稳定。
 
据了解,磁约束核聚变物理和工程相关研究人员的待遇在所里处于中等偏上的位置,所里也尽可能为他们争取各种资源和条件,以稳定队伍、留住人才。“既要强调科研人员的个人情结,也要考虑到现实利益。”张晓东强调。
 
作为国家大科学装置,HT-7除了满足本所的研究任务,还肩负着向国内外其他研究机构开放并合作、面向社会提供服务的职能。鉴于全国从事等离子体物理研究的机构较少,HT-7又属于半开放或部分开放的实验平台,其对社会提供服务的机会相对有限。但在物理研究方面,等离子体所仍与中国科技大学等科研单位合作开展了一些项目。同时,围绕HT-7装置相关的工程技术研究,省内外高校也会经常派人前来交流学习。
 
开启核聚变研究新阶段
 
未能参加HT-7“告别仪式”的张晓东,至今仍感到遗憾。张晓东是HT-7装置及其运行的负责人。从HT-7开始组装、调试到后期运行,他一直伴随左右。
 
HT-7作为国家大科学工程,其退役的必要性、合理性、可行性都必须经过专家论证。张晓东介绍,HT-7的设计研究目标已经全部完成,再做或者改进以后继续使用已经没有多大价值,即使给其他单位使用也存在难度大、维护成本高等困难。更重要的原因在于,已经运行的EAST超导托卡马克装置,完全可以取代并极大地超越HT-7。
 
等离子体所托卡马克物理试验研究室课题组组长徐国盛认为,HT-7的退役“恰逢其时”。因为中国于2003年参加了国际热核聚变实验堆(ITER)计划,承接了很多子项目,牵涉很多人力物力资源,很难再腾出精力做HT-7装置研究。
 
而且,随着国家对EAST的投入不断加大,该平台日臻完备,已经到了“大展宏图的好时期”。与此同时,与超导相关的工程技术人员和运行超导托卡马克的物理研究人员,都将在新装置中起到关键作用。
 
未来中国能源的形势非常严峻,而聚变研究的一个最重要目标就在于解决人类的能源问题。核聚变研究旨在通过建设聚变反应电站、利用核能发电,并最终使核电成为一种成熟的商业化能源。
 
“现在的聚变研究已经处于一个关键点的历史阶段:验证自持燃烧的可行性。”徐国盛向记者解释,这一过程需要在托卡马克装置上“点燃”核反应,而核反应可以通过自身产生的热量维持反应炉一直燃烧,使核反应一直持续下去。
 
徐国盛介绍,我国目前正处于热核聚变反应堆的阶段。下一步,科学家还需要建造一个更大的装置来实现聚变示范堆的相关研究,把核能转化为电能,并把电能输送至电网,推动中国乃至全人类能源之梦的实现。
 
《中国科学报》 (2013-05-29 第1版 要闻)
 
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