解读“人造太阳”的质量密码
——走近中国“人造太阳”EAST研究团队探寻大国重器的质量创新之路
□ 蔡其敏 吴皖燕 本报记者 李 辉
在这里,世界纪录一次次被奇迹刷新;
在这里,质量密码一次次被完美解读。
4月12日21时,在安徽省合肥市蜀山湖畔的“科学岛”上中国“人造太阳”EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置,以下简称“EAST”)实现了403秒高约束模等离子体稳态运行,再次创造了新的世界纪录。
亿度百秒、超级I模、1056秒……一个个世界级物理实验成果背后,是无数“从0到1”原始创新推动的EAST质量变革跨越。
EAST作为典型的复杂大科学装置,体现的是人类对科学、技术和工程的极限追求,针对其“三边”(边研发、边制造、边建设)属性强、原始创新强、系统集成高的特点,团队创新性提出“科学家精神、企业家精神、工匠精神”聚合,“科学探索、装置建设、装置运行、科技转化”四链一体协同发展,以智能质量数字化平台和创新质量管理工具为基础,实现大科学装置数字化质量赋能的“匠心聚合”大科学装置全价值链质量管理模式,切实提升了EAST的原始创新能力。
在EAST高11米、直径8米的主机中,集成了超高温(亿摄氏度等离子体)、超低温(-269摄氏度超导线圈)、超高真空(大气压的千亿分之一)等五大极限工况。在建造EAST的过程中,团队解决了大型超导磁体、大规模低温制冷等一系列核心难题,以最少的资金、最快的速度率先建成世界上首个全超导非圆截面托卡马克装置,实现主机及各系统达到并超过设计指标,工程质量达国际同期同类装置领先水平。
时间回到2006年10月。在国际聚变能大会上,刚刚听完磁约束核聚变专家、EAST大科学工程项目总经理万元熙在开幕式上题为《EAST项目进展概况及未来规划》的首个大会报告后,与会的美国教授戈登斯通随即说道:“我建议全体起立,为中国的EAST热烈鼓掌祝贺!”700多位与会代表为某项科研成就热烈鼓掌,这是该大会从未有过的场景。
中国EAST大科学工程团队凭借过硬的实力,走向了世界聚变舞台的中央。
“我们花了10年的时间,建成世界首个全超导非圆截面托卡马克装置。其后又花了15年的时间,先后实现了1兆安、1亿度和1000秒三大科学目标。”中国工程院院士、等离子体物理学家李建刚说。如今,EAST成为国际磁约束聚变装置中最前沿的国际开放平台之一。今年5月6日,磁约束聚变能研究开放创新试点在安徽合肥市正式启动,这是中国科学院(以下简称“中科院”)启动的首个开放创新试点领域。在“质量第一”的引领下,中国科学家正依托EAST这一国际一流聚变研究共享基础设施,创新开展覆盖全球时区的EAST“三班制”联合物理实验,携手全球科学家朝着人类未来终极能源加速奔跑。
科学家精神,是赓续创新奋斗的精神血脉。
“从1973年开始,我这辈子只做了可控核聚变研究这一件事,特别有意义。”84岁的万元熙院士仍然关注聚变领域的发展。
EAST事业凝聚着一批又一批聚变人的奋斗接力。“一颗微小的螺丝钉出现问题,都有可能导致装置无法正常运行,导致数百人的付出前功尽弃。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说,“EAST科研团队中,每个人都是主角。”
EAST装置一年平均要进行两轮物理实验,共约200天,每轮物理实验超过50%的实验提案来自于国外同行,需要协调各课题组按时按质按量完成目标。“我们团队有个雷打不动的惯例,每天早上8时30分,每个系统的成员会集中在一起开晨会,提出问题、解决问题并且总结问题。”EAST物理实验总负责人龚先祖说,“团队每个人都对装置质量和安全负责,每个人都需要有极强的质量意识和集体责任感。”
目前,中科院等离子体所与欧美俄日等40多个国家和地区超过120家科研机构建立了稳定的交流与合作关系,中美国际托卡马克合作研究中心、国际聚变能联合中心等相继落成并运行,不断产出具有国际影响力的重要创新成果。
40多年来,研究团队在不断冲破极限的征程中,为中国的EAST注入一缕缕耀眼的光芒。“相信在不久的某一天,有一盏灯能率先在中国被聚变能点亮。”李建刚动情地说。
《中国质量报》