在中国科学院合肥物质科学研究院的“科学岛”及其以北的聚变堆主机关键系统综合研究设施园区内,关于“人造太阳”相关科研项目的发展情况。包括“人造太阳”创造了新的世界纪录,园区内“夸父”项目的建设目标,以及“赤霄”等相关装置的作用和成果,还有众多科研工作者和工程人员为这些项目付出的努力等内容。
《从毫秒到1066秒:中国“人造太阳”与“夸父”的奋进历程》在中国科学院合肥物质科学研究院,有一个被称为“科学岛”的地方,它三面环水,是众多科研项目的摇篮。仅仅不到18圈的秒针转动,在这“岛上”却跨越了意义非凡的50年光阴。每年春节前夕,这里都是媒体关注的焦点。就像往年一样,这里有着诸多值得报道的事情。今年1月20日,岛上的全超导托卡马克聚变实验装置——“人造太阳”取得了令人瞩目的成绩,它创造了1亿摄氏度“燃烧”1066秒的新世界纪录。而今年的采访地点有了新变化,从“科学岛”延伸到了岛以北的聚变堆主机关键系统综合研究设施园区。这个园区可不简单,这里正在研制下一代“人造太阳”的核心部件,被岛上的人们亲切地称为“夸父”。走进园区,首先映入眼帘的是十多栋造型独特的大科学装置厂房。满载大型部件的卡车停靠在路边,一串串红彤彤的灯笼挂在四处,浓浓的春节氛围弥漫其中。园区中央,一座“夸父逐日”的雕塑格外引人注目。夸父屹立在高峰之上,双臂伸展,仿佛即将触摸到前方的红日,那是一种对梦想无限追求的姿态。2018年底,“夸父”项目获批建设,目标是在今年底全面建成。这是一项在国际上都没有经验可借鉴的科学任务。它承载着人类伟大的梦想——在地球上实现可控的聚变反应,从而获取清洁、高效、安全的未来能源,让我们的地球家园永远拥有清澈的水和湛蓝的天,能源永不枯竭。从“科学岛”上“人造太阳”实验装置的建成,到实现“亿度千秒”的突破,再到“夸父”项目的建设,每一小步都是人类在能源探索道路上的巨大飞跃。“夸父逐日”,这不仅仅是一个豪迈的神话传说,它更是千百年来中国人对光明的向往、对自然的探索以及勇于追梦的象征,深刻地体现了中国人不畏艰难、坚持不懈、无私奉献的伟大精神。每次来到这里采访“夸父”项目,都能深深感受到这个名称背后蕴含的浓郁中国文化。走进其中一栋宽敞的厂房,一条十余米长的金属管道连接着一个巨大的金属罐体和一圈白色套环。这时,一位戴着眼镜、看起来有些瘦弱的女博士杨鑫从装置后面探出头来介绍说:“这是‘赤霄’。”“赤霄”这个名字源于中国古代名剑,它可是“人造太阳”的“炉壁”检测装置呢。它长长的“剑身”每平方米每秒钟能够极速喷射出10的24次方个,也就是亿亿亿个粒子。杨鑫博士解释道:“未来‘人造太阳’要长时间持续发电,内壁材料必须极其‘坚韧抗造’,‘赤霄’就是用来模拟极端条件下材料是否达标的。”在今年1月,“赤霄”成功铸成,这使得我国成为继荷兰之后第二个拥有此类装置的国家。春节期间,杨鑫和她的团队仍然坚守岗位,她说:“年后我们打算冲击10的25次方,让这把剑出鞘更‘锋利’!”“夸父”项目能够不断发展,靠的是众多科研工作者的创新创造和自立自强。为了实现这个逐日梦想,不仅仅是科研人员,还有上千名工程人员也在这条道路上奋力“奔跑”。走进“夸父”的磁体研制车间,技术工人们正在高高的平台上忙碌地作业。高级工程师沈光带着我们爬上施工楼梯,一个内径约5米的“D”型磁体线圈出现在眼前。一名年轻的工人正拿着仪器认真地测量线圈的水平度,电脑屏幕上实时跳出绿色的数据:0.04mm、0.02mm……承担装配任务的技术工人李磊介绍说:“线圈水平误差必须控制在0.1毫米内。”为了达到这个标准,有时候他一天要拧上千次螺丝。他还笑着说:“还有两天就是除夕了,正好能组装完下一组线圈,我们两班倒通宵干,争取大年初一送到下一个工序,这样我也能赶在除夕夜回家抱抱孩子呢。”这位30岁的李磊已经在园区工作了3年,他的孩子刚刚满三岁。当我们问李磊:“你知道这个大玩意是做什么用的?”他有些腼腆地回答:“原理我讲不清楚,但我知道有了它,就能点亮下一代‘人造太阳’装置,未来就能用上清洁高效的聚变能源。”通常在一个“人造太阳”装置里,有中心螺线管、超导纵场等多种磁体,它们共同组成一个能够容纳等离子体安全“燃烧”的“磁笼子”。而这些巨大又精密的超级磁体,是由一千多根直径不到1毫米的超导丝和铜线绞制成缆,制造成超导导体,再历经上百道复杂工序组装而成的。沈光一边领着我们沿着磁体线圈的工序一个个参观,一边掰着手指头仔细地计算着说:“一个纵场磁体包含约3000米导体,16个大约有50000米。要是算超导丝的长度,那就更惊人了。”车间的小白板上贴着磁体制造及检测流程图,每一道工序都标记出技术控制点。沈光强调说:“光是这个流程,工艺控制点就有5000多个,只要一个点不达标,这个装置可能就无法点亮。”在11号厂房,墙壁上一幅高达十几米的夸父逐日画像下,衬托着一座形似“橘子瓣”的巨大腔体。这让以科技蓝为主色调的空间里充满了活跃的神韵。未来,八个这样的“橘子瓣”将会合而为一,下一代“人造太阳”将在里面进行“燃烧”实验。不知不觉,夜幕降临,华灯初上。我们见到了超导托卡马克团队的总负责人——科学岛上的等离子体物理研究所所长宋云涛,他刚出差从机场回到园区。宋云涛介绍说:“50年的时间里,我们的‘人造太阳’实验装置高约束模运行时间,从毫秒增加到几秒、几十秒、百秒、四百秒,一步一步迈向亿度千秒,不断创造世界纪录。”他还感慨地说:“四代科研工作者为此开展了几十万次放电实验。”科学岛从20世纪70年代就开始托卡马克聚变研究,老一辈科学家们曾经“背着馒头出国学习”。作为第三代科研工作者的“宋云涛”们,一边学习研发“人造太阳”,一边进行实验点亮“人造太阳”,不断加快推动“人造太阳”的进程。现在,“90后”“00后”的第四代科研工作者也正在前赴后继地投身于这项伟大的事业。宋云涛满怀激情地说:“向着聚变发电的梦想不停奔跑!”在这一个下午的采访中,我们看到了正在建设中的“夸父”装置,也见到了一位位勇攀科技高峰、追逐中国梦想的“夸父”。这些“夸父”们最让人难以忘怀的,正是他们奋力逐日追梦的坚韧姿态。无论是迎接新的一年,还是面对未来的挑战,他们和我们始终坚信:梦想虽然遥远,但只要追逐就能实现;愿望虽然艰难,但只要坚持就能达成。让我们像“夸父”一样,继续勇敢地奔跑下去吧!
文章讲述了中国在“人造太阳”项目上的发展历程,从“人造太阳”创造世界纪录到“夸父”项目的建设目标与进展。介绍了如“赤霄”等相关装置及其意义,重点展现了科研人员和工程人员在这些项目中的努力付出,体现了中国人在科研探索中传承的夸父逐日般的精神,表达了对未来实现聚变发电梦想的信心。
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