“我在科学岛上‘种太阳’”

——记中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副所长胡建生

版次:2  2022年07月15日

在合肥“科学岛”的深处,有一个大明星“人造太阳”。它学名为全超导托卡马克核聚变实验装置(简称EAST),拥有类似太阳的核聚变反应机制,能产生堪比太阳的光和热。

合肥正值盛夏,实验室大厅温度超过40摄氏度。EAST团队依然争分夺秒,早上7点半开始研究,晚上12点以后做系统维护。为实现“太阳梦”,他们不舍昼夜地实验着调试着。

“我们的工作号称‘种太阳’。”中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副所长、国家大科学装置EAST装置物理实验负责人胡建生和他的同事们一直坚守在实验室,经常对着电脑图像和屏幕数据热烈地讨论,努力创造出一个源源不断提供清洁能源的“人造太阳”。

清洁、安全、燃料丰富的可控聚变能开发应用是国家战略能源需求,EAST装置实验被公认为是地球寻找聚变能源出路的希望。这个“大家伙”直径8米、高11米,看上去像“巨大的锅炉”,其内部要同时承载1亿摄氏度的超高温和零下269摄氏度的超低温。“这是一种利用强磁场约束高温等离子体实现可控核聚变的实验装置。该装置通过注入从海水中提取的氢同位素氘,在密闭的空间内加热到上亿摄氏度,从而发生核聚变反应。”胡建生介绍。

近年来,胡建生发展了适用于超导托卡马克的射频等离子体清除,锂涂覆壁处理,以及超声分子束和氘冰弹丸加料等先进技术,阶段性地解决了杂质、氢氘比、再循环控制等关键问题,为EAST获得创纪录的101秒1.2亿摄氏度高温等离子体运行、1056秒长脉冲高参数等离子体运行作出了重要贡献。他首次在托卡马克装置开展了流动液态锂第一壁在高性能等离子体中的实验,探明了液态锂与等离子体的相互作用机制。这些研究成果提升了我国在核聚变研究领域的国际地位,也为磁约束核聚变目标的实现提供了先进方法和技术储备。

持续的努力换来了重大科研突破。2021年12月30日,EAST成功实现1056秒长脉冲高参数等离子体运行。这一数据创造了世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间纪录。

多年来,胡建生发表180多篇SCI论文,入选多项国家级人才专项,获得安徽省创新争先奖。“我国经过这么多年发展,聚变能科学可行性已经被证实,完成了很多关键技术积累,有望在未来实现聚变能实际应用。”谈到聚变能科学的未来,胡建生信心满满。 实习生 彭雅莉