人物:李建刚,为了心中永远的太阳
2014-12-06 23:07:44   来源:中科院网   评论:0 点击:

百人计划入选者中科院院士李建刚和中国 科技大学的全超导核聚变反应堆EAST。


     人类面临能源短缺的问题似乎早已在科学家们的意料之中,聚变能源成为人类社会未来的理想能源,是最有希望彻底解决能源问题的根本出路之一。氢的同位素氘和氚可从海水中提取,核聚变反应不产生温室气体及核废料。原料几乎取之不尽,几乎不会危害环境。 科学家希望,能够创造一个类似于太阳环境的装置,但其困难程度远远超出了他们最初的预计。要知道,如果让氘和氚发生聚变反应,氘和氚所处的环境温度必须达到1亿摄氏度以上。在这样的高温下,拿什么样的容器把高温下的氘氚气体约束在一起?这样高的温度,任何材料都注定无法承受。一旦某个环节出现问题,燃料温度下降,聚变反应就会自动中止。

    几十年前,他们就开始琢磨着在地球上建一个像太阳一样产生能量的装置。因为在他们看来,太阳之所以产生能量,就是太阳内部在不断地发生核聚变,如果能够在地球上建造一个像太阳一样不断地发生核聚变的装置,人类就能解决能源问题,为了实现这一梦想,全世界几代科学家们一直在奋斗,李建刚就是其中之的一员。作为目前在中科院担任这项探索研究工作的学术带头人之一,他带领着一个团队在模拟太阳发生核聚变的装置——托卡马克上开展工作,他们的研究正在朝着能够长时间实现聚变所需要的高温等离子体方向努力。

     李建刚是1996年百人计划入选者。百人计划为李建刚提供了一个良好的发展机遇。1996年在中科院院部机关,路甬祥、白春礼两位院长亲自参加了06届百人计划入选者汇报会,在会上,李建刚向与会者描述了他的梦想:“希望通过艰苦的努力,能在有生之年开始建造聚变实验堆,为人类的梦想--在地球上建造人造太阳而不断奋斗”。两位院长勉励李建刚专心致志,利用百人计划带领一支队伍,为将来的发展打下良好的基础。

  18年过去了,今天的聚变研究和李建刚的团队都有了长足的发展,在国内超导工业基础薄弱、缺乏相关技术储备,国际上没有现成经验可供借鉴的条件下,该团队发扬“自力更生、艰苦奋斗、勇于创新、甘于奉献”的精神,改造建成了能够实现长脉冲物理实验的科学研究装置HT-7,使我国成为世界上第四个掌握超导托卡马克装置技术的国家;克服了国际缺乏全超导托卡马克建设经验的困难,自主研制了世界上首台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置EAST和14个国际领先或先进的实验系统。通过集成创新,在EAST上成功实现了411秒、中心等离子体密度大于2×1019m-3、中心电子温度大于2000万度的高温等离子体,远超欧盟和日本最长为60秒的高参数偏滤器等离子体记录,使我国稳态托卡马克聚变研究走到世界前沿。

  自2004年以来,团队作为国内主要承担单位参与了ITER国际合作项目,并通过国际招标竞争承担了多项高难核心任务。团队敢于挑战,推翻了原国际热核试验堆ITER电源、超导馈线等重大系统和部件的不合理设计,以新的设计方法以及经过实验验证的技术,证明了中国设计的正确性与合理性,并被ITER国际组所采纳。实现了系列设计和制造技术的突破,自行设计研制的ITER高温超导大电流引线成为ITER参加七方中首个通过测试验收的ITER原型件,其性能指标位居世界领先水平,ITER大电流超导导体实现100%国产化,使得中国ITER采购包的研制进展位列ITER七方的前列。

  在多年的大科学工程运行中,团队注重具有创新思维和创造能力的团队文化建设,形成了完整而严谨的大科学工程管理模式,适用于工程建设、实验运行等;提倡广迎四海的开放精神,开展着全方位且富有实效的国际合作,自主建造的EAST平台已成为国际重要的核聚变研究基地,被美国能源部列为美国磁约束聚变合作的首选装置。团队开展的广泛产学研合作、社会服务和公益活动,取得了显著的经济和社会效益。目前,该团队正在积极开展我国下一代超导聚变堆的设计和相关预研,努力为聚变能应用做出自己最大的贡献。

  一个团队,必然有与之相适应的团体文化,李建刚的团队是在老一辈聚变科学家的长期熏陶和带动下,形成了大科学工程文化特征:敢于创新,争取一流;立足现实,自力更生;上下一心,甘于奉献。在便捷、畅通的信息交流条件下团结协作,共同发展。EAST团队和世界各主要聚变研究机构保持着频繁的人员交流,在得到国际上大量聚变研究设备支持的同时,也积极支持其他国家的聚变研究。随着EAST装置建设获得一步步进展,欧、美、俄、日等国的聚变研究机构相继与EAST团队开展高层次的合作研究。在中国参加ITER计划后,EAST团队因其以往成就和自身实力,承担了大多数中国方面的任务,赢得了广泛的国际信誉。

    聚变的道路依然漫漫,无论目前的EAST还是未来ITER都还不还能发电,依然还不能说实现人类彻底掌握人造太阳的梦想。李建刚常讲,聚变人是幸运的,首先我们生活在这个幸运的年代,国家和科技高速发展;其次党和国家以及公众对聚变事业都是大力支持,从上一代领导人江泽民、李鹏、胡锦涛对聚变研究的亲笔题词,到习近平总书记、李克强总理等亲临实验现场给与指导和鼓励,这只聚变团队时时刻刻感受到国家和人民对他们的希望,他们不敢懈怠,唯有更加努力的工作,为了心中永远的太阳,去寻梦、去飞翔。

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