探秘新一代“人造太陽”實驗裝置:要把事情做好給國家一個交代
12月初的成都,陰雨連綿。濕冷的空氣侵蝕著大地,萬物都期盼著太陽的來臨。
一大早就來到核工業(yè)西南物理研究院的蔡立君,從車上下來搓了搓手,急匆匆地走向中國環(huán)流器二號M裝置項目(HL-2M)安裝現(xiàn)場。作為該項目安裝負責人,半年來這幾乎是他一天忙碌的“固定開場”。
“人造太陽”是一代代核聚變?nèi)私恿Ρ寂?,致力于照亮人類未來的夢想。半個世紀來,核西物院聚變?nèi)俗巫我郧?,不斷探索,追尋著夢想的腳步。守得云開見明月。歷經(jīng)近10年拼搏,如今這里,新一代“人造太陽”實驗裝置正在“茁長成長”。
“環(huán)流器二號M裝置預計明年運行,建成后將為人類制造“人造太陽”提供重要的技術支撐,屆時我們離實現(xiàn)核聚變清潔能源的夢想將又跨近一步?!焙斯I(yè)西南物理研究院院長段旭如說道。
那么現(xiàn)在工程進展如何?大科學工程的科學技術是走在世界科學發(fā)展的最前端的,裝置設計建造“前無古人”,核西物院聚變?nèi)诉@一路走來又面臨哪些挑戰(zhàn)?記者近日走進核西物院,一探究竟。
籌建近10年,不能超過0.1毫米偏差
走進試驗大廳,偌大的房子中間,正在安裝的新一代“人造太陽”實驗裝置——中國環(huán)流器二號M裝置已見雛形——電子溫度將達到2億攝氏度,等離子體電流將提高到3兆安培,結構更加先進,核心材料獨一無二,裝置更加接近未來聚變堆所需要的物況、條件……裝置近乎于科幻色彩的先進參數(shù)與物況不斷拉近著的聚變?nèi)俗分稹叭嗽焯枴钡膲粝搿?/span>
“項目終于見到曙光了?!蓖矍斑@個“龐然大物”,中國環(huán)流器二號M裝置項目經(jīng)理劉永不禁感嘆:“從最早的籌劃、設計定型,到建造,再到安裝,我們用了近10年的時間。比想象的困難。由于它的先進性,不少材料和工藝都是前人沒有做過的。中間遇到很多問題,我們不斷在挑戰(zhàn)極限?!?/span>
中心柱是裝置主機最重的部分,高度約為2層樓,重約80噸。作為整個裝置基礎環(huán)節(jié),它的按期交付將直接影響后期安裝進度。為此,二號M裝置線圈團隊放棄了2018年整個春節(jié),在現(xiàn)場苦戰(zhàn)了整整3個月。按期交付還未來得及慶祝,他們又迎來更大難題——中心柱要從預試驗大廳移到試驗大廳,這個距離只有40多米,但因為其使用了特殊材料,“大塊頭”在移動期間不得有一絲一毫的磕碰。同時,安裝時精度要求不能超過0.1毫米偏差。
“為了萬無一失,我們反復討論,一個月內(nèi)做了十幾個方案?!本€圈組負責人劉曉龍是控制理論與控制工程專業(yè)博士,說起專業(yè)知識來意氣風發(fā),自2017年擔任該團隊的負責人以來面臨了無數(shù)的困難,為了解決問題常常是就一個問題就要重新學習一門課程。
移動當天,這條走路只需要2分鐘的路線,從安裝座小心翼翼地拆除并移動整整花費了近9個小時?!耙苿又?,大家像呵護寶貝一樣?!?劉曉龍笑著說:“還不錯,我們成功了?!?/span>
嚴細精神貫穿每一個環(huán)節(jié),我們信心滿滿
“這個裝置只能成功,不能失敗!必須要做到建設目標的零風險。既然把任務交給我們這個團隊了,我們有義務把這個事情做好,給中核集團,給核工業(yè),乃至國家一個交代。”2M項目對接會上,劉永的講話擲地有聲。
2M項目是繼首座受控核聚變實驗裝置——中國環(huán)流器一號,新一號,二號A后,核西物院建設的第四臺托卡馬克實驗裝置。但由于裝置的先進性,該裝置與前三個裝置有著跨越式的差距。從裝置的前期調研、設計,以及建造,安裝,核西物院的科研人員、設計師、工程師和項目管理團隊300多人全力以赴地推動該項目建設。
2019年6月,項目正式進入安裝階段。但大學科工程涉及科學、技術、工程各個方面,多學科交叉,強度大、難度高。項目安裝,各個專業(yè)團隊如何協(xié)同推進成了蔡立君每天都要面對的事情?!斑@個項目的精度要求非常高,安裝的過程中都是以毫米計算,涉及的系統(tǒng)和部件數(shù)量也是巨大的,給我們提出了不小的挑戰(zhàn)。為了確保安裝無誤,我們每周要開大量的協(xié)調推進會,針對方案和界面等問題反復溝通修改。”話音剛落,蔡立君的手機再次響起。每天,他的工作電話幾十個。
2M項目的有序推進讓劉永露出欣慰的微笑。而更讓他感到自豪的是,在這里,環(huán)流器二號M裝置將為我國參與國際熱核聚變堆(ITER)計劃工作,以及自主設計建造未來聚變堆提供重要技術支撐,而且通過近10年的打磨,“一批人起來了。未來一旦有更大的項目,他們完全可以勝任。他們具備成為國際一流人才的潛質?!?/span>
說起來,近年來參加ITER的項目,也是核西物院人才成長的助推器。同時也推動著院的發(fā)展。因為參加該項目,核西物院常年有20多人在法國工作,他們把先進的管理模式、管理經(jīng)驗都帶回來了?,F(xiàn)在無論是核西物院的管理體系建立,還是2M項目的工程管理水平都提到一個新的水平。如今2M項目建立了質保體系、安全標準體系,“嚴細精神貫穿項目每一個環(huán)節(jié)?!?/span>
“目前,項目的部件都已經(jīng)建造完成,按照進度,預計明年實現(xiàn)運行。”誠然,科學裝置,必須等到它運行的時候才能知道。但“十月懷胎,成功達到目標,我們信心滿滿,我們充滿期待?!辈稍L最后,劉永說道。
作者:胡春玫
攝影:鄭鐵流 范晉
責編:段新瑞