精益求精筑能源夢想 技術領航譜聚變華章

核工業西南物理研究院團委

2020年，中國新一代“人造太陽”——中國環流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并實現首次放電，標志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術，為我國核聚變堆的自主設計與建造打下了堅實基礎。這一成果入選《人民日報》2020年中國硬核黑科技盤點、兩院院士評選的“2020年中國十大科技進展新聞”及“央企十大國之重器”。2M建造過程中，一支高標準、嚴要求、敢創新、肯奉獻的青年隊伍脫穎而出，他們專門干新的工作、干難的工作、干不會干的工作，逐漸成長為中國“人造太陽”事業的中堅力量。

建設運行中國環流器系列裝置，是我國核能發展熱堆-快堆-聚變堆“三步走”戰略中開發核聚變能的重要舉措。“人造太陽”青年團隊十年磨一劍，始終堅持自主創新，最終打造出了具備開展堆芯級等離子體物理實驗能力的技術平臺，實現了HL-2M裝置完全由我國自主設計建造。

HL-2M裝置是我國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置，其等離子體體積達到國內現有裝置2倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達到1.5億度，能實現高密度、高比壓、高自舉電流運行。裝置作為我國最新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置，是實現我國核聚變能開發事業跨越式發展的重要依托裝置，也是我國消化吸收世界最大國際合作計劃之一ITER（國際熱核聚變實驗堆）技術不可或缺的重要平臺。

為確保裝置的性能滿足在堆芯級等離子體參數條件下開展物理實驗研究，HL-2M裝置工程技術難度及工藝復雜性大幅增加，不斷挑戰國內相關工程技術水平極限，關鍵技術攻堅與“卡脖子”難題破解成為了團隊必須解決的問題。經過高強度攻關，團隊在裝置特殊材料研制及關鍵部件研發等方面取得了多項突破。

敢于迎接挑戰，完成特殊材料研制，實現從無到有飛躍。線圈系統是HL-2M托卡馬克裝置核心部件之一，其原材料制備遇到了巨大的挑戰——國內廠家從未生產過大尺寸異形高強高導銅合金板材和大截面外方內圓銅管，這就意味著研制團隊必須完成從無到有、從零到一的突破。團隊頂著設計與制造的雙重壓力，調研一步步深入、方案一層層優化、試制一次次重來，最終圓滿完成特殊材料的研制任務，并將HL-2M裝置環向場線圈原方案5段結構優化成3段結構，為后續環向場線圈的加工制造降低了難度，同時提高了環向場線圈的整體結構性能，與國外同類裝置相比取得了突破性成果。

打破技術封鎖，自主研制高強度膨脹螺栓，大幅降低生產成本。剛解決線圈原材料制備問題，又被指形接頭連接采用的高強度膨脹螺栓卡住了脖子，螺栓原本打算從美國進口，然而美國相關部門以涉及國家核心技術為由，禁止出售該類產品。團隊青年們查閱大量文獻資料，逐一確定高強度膨脹螺栓采用的材料及其參數性能，最終指導國內廠家試制成功，打破了國外技術封鎖。自主研制的高強度螺栓組件，單根費用從進口價格1萬美元降到了1萬多人民幣，膨脹螺栓費用從2000多萬元降低到300多萬元，降低生產成本近85%。

堅持原始創新，建成國內首臺大型立式脈沖發電機組，“太陽”有了新型“充電寶”。團隊電機組將安全質量管理融入機組系統的前期設計、優化方案設計、工程方案設計、制造、安裝調試、性能測試、運行管理全過程，與哈電一起攻克了六相大電流發電機、大慣量高速轉子等技術難題，建成了具有完全自主知識產權的國內首臺大型脈沖發電機組，其發電量可負擔一座百萬級人口城市的基本用電量，為中國環流器二號M裝置提供了強勁的動力，并形成了一批具有實用價值的原創性技術成果，部分指標已“領跑”國際。

堅持技術協同，助推產業升級，提高行業制造水平。團隊掌握的特種材料、關鍵設備、極端條件精密制造等關鍵技術，已形成“同步輻射”效應，在航空、航天、電子等前沿領域實現創新應用。通過與國內企業廣泛協同創新，尤其是與東電、哈電等制造企業合力攻關，極大提升了企業復雜產品的研發能力和裝備制造水平，鍛煉了一批有工匠精神的專業人員。

深化國際合作，支撐國際大科學計劃，提升我國牽頭大科學工程的能力。2020年7月28日，國家主席習近平致信祝賀ITER計劃重大工程安裝啟動。同年9月，核西物院參與的中法聯合體中標ITER主機安裝一號合同，這是中國企業有史以來在歐洲中標的最大核能工程項目。而參與這項工作的主力，也正是來自這支年輕的團隊，通過HL-2M的鍛煉，他們承擔大科學工程研究任務的能力極大提升，從而也極大提升了我國參與及牽頭國際大科學工程的能力。

團隊現有成員76人，堪稱是一支業務精湛、充滿創造力的一流團隊，其35歲以下青年占比64%，碩士研究生及以上學歷成員占比93%。這支平均年齡33歲的團隊申報、獲批、授權專利共58項，申請、立項、發布行業標準12項，以團隊為核心的聚變所獲評國務院國資委和人力資源社會保障部聯合頒發的“中央企業先進集體”。團隊技術多次獲得國防科學技術進步獎、中核集團公司科學技術獎。團隊成員先后榮獲中國青年博士最高榮譽“蔡詩東等離子體物理獎”、表彰在核物理研究領域作出重要貢獻的“胡濟民教育科學獎”、亞太等離子體物理“杰出青年科學家”獎、國家海外高層次人才引進計劃青年項目、中核集團科技工作者最高獎項“錢三強”科技獎、“中核集團十大杰出青年”等重量級獎項。

“人造太陽”青年團隊瞄準世界科技前沿，抓住大趨勢，以“強核報國，創新奉獻”的精神和“功成不必在我、功成必定有我”的責任擔當，甘坐冷板凳，勇做挖井人，參與自主建成了中國新一代“人造太陽”裝置，推動我國核聚變前瞻性基礎研究進步，取得了一系列引領性原創成果，為我國早日率先實現核聚變能和平開發利用貢獻了重要力量。