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中国智慧点亮“人造太阳”
2018-12-18 15:12
来源:科技日报
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  正在建设中的ITER装置

  

  国际热核聚变实验堆(ITER)俗称“人造太阳?#20445;?#20316;为托卡马克超导装置,它将用强磁场?#38469;?#39640;温等离子体,最终实现核聚变能量的稳定可控释放,预计在2050年前后实现核聚变能商业应用,从而造福人类。

  中国2003年正式开?#25216;?#20837;谈判,2007年ITER组织成立。中国作为理事会“七方”成员之一,与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同资助这一项目,承担项目工程建设阶段18个采购包的制造任务。

  现任ITER组织总干事伯纳德·比戈称,“中国是非常非常好的合作伙伴”。欧盟聚变联盟负责人托尼·多内额认为,中国已经在很短时间内成为核聚变科学领域的重要力量。获得如此肯定和赞许的同?#20445;?#20013;国这十一年学到了哪些宝贵经验?科技日报记者近日采访了中国国际核聚变能源计划执行中心主?#28201;?#24503;隆,他曾是中国参加ITER计划谈判代表团重要成员。

  国际化+标准化,磨刀不误砍柴工 

  ITER计划是规模仅次于国际空间站的国际大科学工程计划,自1985年发起动议以来,已经?#20013;?#25512;进了20余年,是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。

  一个从无到有的国际大科学工程计划,难度超乎想象!

  在位于法国南部圣保罗-?#36710;?#26391;斯镇的180公顷项目工地上,来自“七方”的工程团队,每天都面临?#27431;?#26434;细碎的沟通、协调、工程管理和统筹安排。

  中方一开始并未参与实验堆的设计,正式加入ITER组织后最难的是,学会与国际合作伙伴在同一个话语体系和工作机制中保?#21046;?#31561;对话、全权参与。

  罗德隆带领团队用了整整三年时间,编制和推演了一?#23376;隝TER组织机制完全契合的标准化项目管理体系。

  细到什么程度呢??#28909;紓?#19968;颗螺丝由哪里生产,怎么运送到现场,经由何人,在什么时间安装,每一步?#21152;?#26126;确的标?#25216;?#24405;,出现问题?#20445;?#21487;以完整追溯,以确保在未来运行实验堆?#20445;?#26377;针对性地查找问题所在。

  “磨刀不误砍柴工,事实证明,此后的所有项目管理、协调工作,都在同一个话语体系和标准体系下进行,节省了大量的沟通成本,大幅度提高了工作效?#30465;?#36816;行管理的国际化,为中方后来在关键时刻解决总体工程难题,提供了机制和时间保证。”

  突破工程瓶?#20445;?#20013;国造”获点赞 

  中国承担的18个采购包,包括了磁体支撑、校正场线圈系?#22330;?#30913;体馈线系?#22330;?#27668;体注入系?#22330;?#35786;断系统等重要组成部分。按计划,该项?#20811;?#38656;的所有大型部件将于2021年到位。

  总干事比戈认为中国交?#26029;?#20851;产品“按时保?#30465;保?#22570;称合作各方的榜样。“中国造”在ITER组织内部为何享有如此声誉?罗德隆给记者介绍了一个有意思的例证。

  在最初设计版本中,蒸汽冷凝罐被设计成一个整体,安置在整个装置的顶部。但在推进中,发?#32456;?#20010;设计存在较大安全隐患,必须将蒸汽冷凝罐分解成4个,在地基没建起来以前,预先埋入地?#38534;?/p>

  这一设计上的改动,将蒸汽冷凝罐的生产计划和供货时间都大大提前。按照程序,ITER组织对所有参与方公开招标。火烧眉毛了,必须要攻克这个难关!“该出?#36136;本统?#25163;,中方有信心攻关!”核聚变中心立刻组织国内相关单位,提出了一整套符合实际的解决方案——从制造能力,到制造成本,再到供货时间,都符合甚至超出ITER组织的预期,综合考察后,中方一举中标。

  从以前被动承担制造部件任务的“知其然?#20445;?#21040;重新参与优化设计环节后的“知其所以然?#20445;?#25105;们学习到了宝贵知识、设计理念和关键经验,与ITER组织建立了双赢的?#32622;妗?/p>

  人?#25490;?#20859;?#34892;潁?#32452;织管理有方 

  ITER装置构成相?#22791;?#26434;,需要超前?#38469;?#20104;以支撑。18个采购包制造任务,由国内上百家科研?#26680;?#21644;企业承担。

  在“ITER十年——回顾与展望”会议上,中科院院士万元熙?#25285;骸?#20013;国的超导?#38469;?#22240;ITER得到长足发展,如高功?#23454;?#36830;续波加热、遥控机器人维护?#32422;?#26448;料、大型低温系?#22330;?#22823;型电源……中国在核聚变各个领域发展迅速,有些走到了世界前?#23567;!?/p>

  十一年前,以ITER计划为契机,为推动国内人?#25490;?#20859;,国家四部委开展了人?#25490;?#20859;计划——4年时间培养1000位工程、物理和管理人才,现在,这批人正在担纲中国核聚变的伟大事业。

  我国先后建成并升级改造了中国环流器二号A(HL-2A)和东方超环(EAST)。前者2009年在国内首次实现高?#38469;?#27169;式运行;后者2017年首次实现5000万度等离子体?#20013;?#25918;电101.2秒的高?#38469;?#36816;行,创造世界记录,2018年再次创下了1亿度等离子体运行的记录。

  这些实验成果,为未来ITER运?#23633;啊?#20013;国聚变工程实验堆CFETR”的工程和物理设计提供了重要的实验依据与科学支持。

  与中国核聚变?#38469;?#33021;力同步提升的,还有大科学工程项目计划的管理水平大跨步前进。

  十一年来,ITER组织中方职员数量?#20013;?#19978;升,目前比例已经超过9%,仅次于欧盟。

  罗德隆认为,借助参与ITER项目,中国培养了一大批懂得国际规则的科学项目工程管理人才,为未来中方牵头国际大科学工程计划奠定了人才基础。“目前,我们还应培养和输送更多高层次管理人才到国际组织中去,以期在科技外交和开展国际合作中,掌握更多话语权,发挥更大的影响力。”

  倒?#30772;?#19994;创新,尖端工业品走出国门 

  总干事比戈?#25285;琁TER对于促进经济发展和鼓励创新具有十分重要的意义。通过工业投资,企业得以根据项目需求,大量生产一些原本需求量很小的材料,并学会如何制造承建的组件,从而推动生活和生产多个领域的发展。

  罗德隆?#28304;?#21313;分认同。一个发生在中国的案例,可以完美解释这一论断。

  ITER装置需要一种超导?#19978;擼?#22312;0.8毫?#23383;本?#20869;,需要拉出上万根细丝,这些细丝外面,还有多层不同材料的包层。关键是,这样精细的超导线圈,所需最短长度就要1公里。

  为此,负责研发这个关键线材的西北有色金属研究院专门成立了一个公司,攻克关键?#38469;酢?/p>

  “核心?#38469;?#31561;不?#30784;?#35201;不?#30784;?#35752;不来!怎么办?进口一批最先进的线材,就放在我这,告诉西北有色金属研究院,如果研制不出来,就用人家的做?#29616;ぃ ?#32599;德隆?#25285;?#28608;将法让研发团队感到了巨大压力,愣是在有限的10个月内,突破了卡脖子环节,拉出来的丝不仅长度足够,且性能更优异。

  中国借ITER项目,填补了一项?#38469;?#31354;白,该核心?#38469;?#30340;完全自主知识产权牢牢在握!这种超导线材,后来不仅实际应用到了ITER装置上,还用在了核磁共振设备等民用产品上,销往全世界,已经是世界公认的顶尖超导线材。

  “推动企业开展尖端?#38469;?#21019;新,参与国际平台的激烈竞争,直到在民用产品和经济领域占领制高点,这是我们加入ITER大科学工程的深远意义。”罗德隆感慨道。(来源 科技日报 记者 房琳琳)

 

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