——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
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世界首臺非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置 EAST。等離子體所供圖
在安徽省合肥市西郊一座遠(yuǎn)離城市喧囂的靜謐小島——科學(xué)島上,一項創(chuàng)紀(jì)錄的實驗正在開展。40多年來,可控核聚變這一人類清潔能源的終極夢想,使一支有理想、有情懷的隊伍牢牢扎根于此,齊心協(xié)力“種太陽”。
《中國科學(xué)報》記者日前在采訪時發(fā)現(xiàn),這個建制化團(tuán)隊有點“不一樣”。他們最有共鳴的不是物理理論,也不是聚變理論,而是管理學(xué)中經(jīng)典的木桶理論——無論科學(xué)家、工程師,還是技術(shù)工人,每個角色都在努力成長,絕不做團(tuán)隊中的短板。
這種共鳴被他們凝練成4個短句——“甘于奉獻(xiàn)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、銳意進(jìn)取、爭創(chuàng)一流”。對于每一位“種太陽”的人來說,每個短句的背后都有故事。
銳意進(jìn)?。骸疤旆揭棺T”變成現(xiàn)實
“托卡馬克”這一科學(xué)概念最早由蘇聯(lián)科學(xué)家在20世紀(jì)50年代提出。它模擬太陽內(nèi)部核聚變產(chǎn)生巨大能量,一旦成功,將為全人類提供取之不盡、用之不竭的清潔能源,因此也被稱為“人造太陽”。1968年,蘇聯(lián)T-3裝置實現(xiàn)了1000萬度等離子體放電,一下轟動了整個核聚變界。
當(dāng)時就職于中國科學(xué)院物理研究所的陳春先敏銳注意到這一巨大成就。1970年,他瞅準(zhǔn)機(jī)會,在討論中國科學(xué)院第4個五年計劃時提出,利用中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所閑置的八號電感線圈建設(shè)一個熱核反應(yīng)實驗裝置,可以大大節(jié)省經(jīng)費。
中國科學(xué)院經(jīng)過慎重考慮,在1973年同意在合肥建立“受控?zé)岷朔磻?yīng)研究實驗站”,并從院內(nèi)外調(diào)集110名相關(guān)專業(yè)人員。
就這樣,“人造太陽”的火種落戶合肥。陳春先從北京趕來,真空組組長萬元熙從四川涼山州調(diào)來,不久后從上海同濟(jì)大學(xué)畢業(yè)的吳維越也來了。
吳維越回憶,團(tuán)隊剛成立時就像一張白紙,沒有研究經(jīng)驗,也沒有很突出的“牛人”。但是,剛上馬的八號工程卻非同一般,從設(shè)計之初就瞄準(zhǔn)世界一流水平,對標(biāo)當(dāng)時日本最先進(jìn)的裝置。這讓吳維越等年輕人干勁兒十足。
1978年9月,實驗站正式升級,中國科學(xué)院等離子體物理研究所(以下簡稱等離子體所)應(yīng)運而生。就在大家擼起袖子加油干時,由于國家政策調(diào)整,八號工程不幸下馬,對等離子體所形成極大沖擊。好在中國科學(xué)院明確指示,等離子體所不撤銷,核聚變研究繼續(xù)做。
隨后幾年里,陳春先從全國各地挖來一批高才生,陸續(xù)建成HT-6B、HT-6M和HT-7三代裝置。直到如今,所里的老人依然記得HT-6B第一次放電成功時,全島科技人員都趕來了,在裝置旁圍了個里三層外三層。雷鳴般的掌聲中,“人造太陽”的火種扎下了根。
為了維持更穩(wěn)定的強(qiáng)磁場、實現(xiàn)長脈沖等離子體,建設(shè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置勢在必行。然而,當(dāng)?shù)入x子體所在1990年前后提出這一想法時,卻遭遇重重阻力,一些人甚至認(rèn)為那是“天方夜譚”。
因為超導(dǎo)托卡馬克又燒錢、又缺技術(shù),國際上并沒有先例,只有經(jīng)費更充足的韓國早于我國3年提出建設(shè)計劃。而我國當(dāng)時每年只能生產(chǎn)三五十公斤超導(dǎo)線圈,對于建裝置需要的20多噸線圈來說,簡直是杯水車薪。
一時間,參與論證的專家吵成一團(tuán)。兩位超導(dǎo)專家嚴(yán)陸光、周廉持支持態(tài)度,認(rèn)為其可以帶動我國超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過大家多方奔走呼吁,HT-7U(后更名為EAST)大科學(xué)工程在1998年7月正式通過國家立項,獲批經(jīng)費1.65億元。
業(yè)內(nèi)專家清楚,僅靠這些經(jīng)費,這個項目是干不成的。但項目負(fù)責(zé)人萬元熙有辦法,他先是看中了美國超級對撞機(jī)項目下馬后遺留的一批超導(dǎo)線圈,無奈此路不通。后來,他又派出一個小組在全世界尋找可用的超導(dǎo)材料,最終在俄羅斯的一處庫房中找到可用的廢棄線材。
但是,如何把這些0.8毫米直徑、公里級長度的超導(dǎo)股線加工成沒有任何瑕疵的超導(dǎo)線,又成為一個新問題。團(tuán)隊專門請來的外國專家也束手無策。最終,團(tuán)隊依靠自身力量,在嘗試了無數(shù)種失敗方案后,終于實現(xiàn)了上千米長的超導(dǎo)線百分百不斷線。
沒有先例,就讓自己成為先例。2006年6月,EAST工程調(diào)試一次性成功,后來居上成為國際上建成的第一臺非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置,自主研制率達(dá)90%以上。
甘于奉獻(xiàn):靈魂人物“老萬”
EAST能順利立項、建成,離不開“靈魂人物”萬元熙。
萬元熙1966年加入中國共產(chǎn)黨,1967年研究生畢業(yè)于北京大學(xué)物理系。1973年,萬元熙被招到合肥從事聚變研究時,正在老家四川一座工廠當(dāng)技術(shù)工人。在任何崗位上,萬元熙都不閑著,當(dāng)工人時自學(xué)了電焊手藝,來到等離子體所后還曾親手焊了一座繪圖架,令同事大開眼界。
EAST立項后,物理設(shè)計方案遲遲未能定下。萬元熙了解到,這是由于全超導(dǎo)托卡馬克裝置物理復(fù)雜性極高,同時物理設(shè)計要同工程設(shè)計耦合,難住了沒有工程經(jīng)驗的設(shè)計人員。但項目已經(jīng)立項,不能再拖延下去。萬元熙慧眼識珠,找到工程師吳維越:“你能不能把物理設(shè)計接下來?”
這讓學(xué)機(jī)電的吳維越吃了一驚:“你真敢交給我做?”其他同事也“打抱不平”:“他又不是學(xué)物理的,老萬怎么能這樣壓擔(dān)子?”
其實,吳維越心里有幾分把握。自從加入這個大科學(xué)工程團(tuán)隊,他深深認(rèn)識到,托卡馬克裝置是多系統(tǒng)的復(fù)雜工程,每個人不能只顧自己,而要了解整個系統(tǒng),不懂什么就學(xué)什么。20世紀(jì)80年代計算機(jī)熱潮興起后,吳維越就利用業(yè)余時間自學(xué)計算機(jī)編程,此時的他已熟練掌握了相關(guān)設(shè)計軟件。
最終,吳維越帶頭啃下了這塊“硬骨頭”,直到20多年后的今天,EAST裝置的物理設(shè)計都沒有做過改變。
在EAST立項的最初幾年,萬元熙帶著一幫年輕人沒日沒夜地干,沒錢借錢也要干。有一段時間,所里一度發(fā)不出工資,他竟然大膽向銀行貸款、找兄弟單位借錢,從此留下了口口相傳的“貸款做研究、借錢發(fā)工資”的故事。
帶領(lǐng)這個200多人的團(tuán)隊奮戰(zhàn),細(xì)節(jié)往往決定成敗。20世紀(jì)90年代末,萬元熙發(fā)現(xiàn)工人的工作效率不高,于是他前瞻性地改革績效考核制度,提出計件發(fā)放、多勞多得,工人的工作效率明顯提高。
2006年9月,EAST僅僅調(diào)試3個月后就實現(xiàn)首次放電。國際專家紛紛驚呼:“你們運氣太好了!”要知道,國際上許多聚變裝置都經(jīng)歷數(shù)年調(diào)試才成功放電。但只有等離子體所人知道,“好運”的背后是“木桶”上每塊“木板”的竭盡全力。
2008年,EAST項目獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。萬元熙本是當(dāng)之無愧的第一完成人,但他卻堅持在獲獎人一欄填寫團(tuán)隊名稱。相關(guān)工作人員找到他說明情況:“不寫個人名字可就沒有獎金了?!比f元熙說:“有一個算一個,這份榮譽必須屬于團(tuán)隊里的每個人。”
他就這樣從獎狀上隱身,活成了大家口中永遠(yuǎn)親切的老萬。
“愁眉苦臉過一天,不如快快活活過一天。沒有理想過一輩子,不如為了追求理想抱負(fù),不惜任何代價、不怕任何艱難去工作一輩子?!边@一樂觀、灑脫的話語,就出自這位胃切除4/5、有心肌梗塞病灶仍堅持工作到80余歲的老萬之口。
爭創(chuàng)一流:“短一塊板都不行”
為加快可控核聚變的研究進(jìn)程,國際上幾個主要國家于1985年發(fā)起ITER計劃,這是規(guī)模僅次于國際空間站的國際大科學(xué)工程。但I(xiàn)TER進(jìn)展并不順利,目前已延期數(shù)年。難道人類距離核聚變商用真的需要“永遠(yuǎn)的50年”?
對此,吳維越給出答案:“世界上沒有哪項技術(shù)像可控核聚變這樣,科學(xué)原理如此清晰,全球科學(xué)家共同努力卻始終跨不過那道坎,技術(shù)復(fù)雜度之高甚至超過‘上天入地’。要想做成這件事不能看短期效應(yīng),只能堅持長期主義,大家共同努力,短一塊板都不行!”
中國2006年正式加入ITER?!爱?dāng)時國際上超導(dǎo)材料的設(shè)計、分析、加工水平都領(lǐng)先我們一大截?!钡入x子體所應(yīng)用超導(dǎo)工程技術(shù)研究室主任秦經(jīng)剛回憶,中國加入ITER的初衷是全方位學(xué)習(xí)。
2013年,時任等離子體所副所長傅鵬將該研究組去法國ITER訪問的第一個機(jī)會交給了該所研究生郭斌。當(dāng)時郭斌只是負(fù)責(zé)冷卻等輔助系統(tǒng),并非核心技術(shù)。但傅鵬堅持:“EAST的輔助系統(tǒng)是塊短板,必須補(bǔ)齊?!?/p>
在法國工作的6年里,郭斌抓住一切學(xué)習(xí)機(jī)會,從冷卻系統(tǒng)的原理設(shè)計到方案論證再到最終設(shè)計,完全消化吸收了國外先進(jìn)技術(shù),從無人問津的“小透明”成長為拿到ITER正式職位的冷卻系統(tǒng)專家。
2020年,等離子體所準(zhǔn)備對EAST進(jìn)行重大性能提升,以沖擊創(chuàng)造世界紀(jì)錄的高參數(shù)。一聲來自科學(xué)島的召喚,讓郭斌毫不猶豫選擇回國,很快將水冷系統(tǒng)的性能提升3至4倍。
2023年,EAST的下一代裝置——緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)在合肥開工建設(shè),有望在國際上首次演示聚變能發(fā)電。這給了中國科學(xué)家超越國際最高水平、大膽往前走的勇氣。
秦經(jīng)剛坦言,剛承擔(dān)ITER采購包中超導(dǎo)線纜的研制任務(wù)時,他們只能從閱讀文獻(xiàn)一點一滴學(xué)起,與企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)4年后才自主研制出性能達(dá)標(biāo)的超導(dǎo)線纜,如今卻有底氣比外國人多向前走一步。近日,他們研發(fā)出一種新型高硼鋼,強(qiáng)度比ITER項目用的鋼材高30%,因為節(jié)省了用量,總價反而降低了,相當(dāng)于同時提高了性能和經(jīng)濟(jì)性。
在ITER的帶動下,中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,再也不用去別人的倉庫中找廢料。如今ITER項目中約30%的超導(dǎo)體、超過70%的磁體電源、100%的超導(dǎo)饋線都是中國制造。
團(tuán)結(jié)協(xié)作:把“木板”緊緊箍在一起
如果說EAST團(tuán)隊像一個木桶,黨組織就是把每塊木板緊緊箍在一起的鐵絲,讓大家四十多年如一日、堅持不懈為實現(xiàn)同一個目標(biāo)而努力。
2021年,退而不休的吳維越在法國出差期間,收到了同事從國內(nèi)捎來的“光榮在黨50年”榮譽證書。心潮澎湃的他不禁想起自己剛工作時,正是黨組織的積極宣傳讓他被可控核聚變的美妙前景所吸引,并愛上這份事業(yè),一干就是40多年。
40多年來,等離子體所黨組織通過多種潤物細(xì)無聲的方式,將“種太陽”的夢想根植在每個人心中。
距離等離子體所不遠(yuǎn)處的800平方米的科學(xué)島科學(xué)家精神教育基地,是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院開展黨性教育、弘揚科學(xué)家精神的重要學(xué)習(xí)教育陣地,支部參學(xué)率100%,通過老科學(xué)家的燈塔作用,幫助年輕人樹立更堅定的理想信念。
除了老黨員的言傳身教,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院組織開展的一系列特色黨建活動也起到了積極作用。比如,評選最美黨建學(xué)習(xí)記錄本、十佳黨課、十佳主題黨日,創(chuàng)建了黨建課堂、每周一言微課堂、研究員講堂,以青年黨員為主組建多支黨員突擊隊。
“同樣的一群人,缺少組織模式,也可能干不成事?!钡入x子體所綜合辦公室主任黃素貞介紹說,等離子體所始終堅守“三個原則”,即黨建引領(lǐng)科研、黨建融入科研、黨建促進(jìn)科研。
等離子體所現(xiàn)有職工700多名,45歲以下的年輕黨員占比70%,是科研工作的主力軍。
2023年4月12日,EAST實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行,創(chuàng)造世界紀(jì)錄。剛?cè)肼毜入x子體所不到一個月就趕上這樣的大場面,“90后”青年黨員劉文斌感觸良多。
“進(jìn)所后最大的轉(zhuǎn)變是從小團(tuán)隊進(jìn)入大團(tuán)隊,從基于興趣愛好的自由探索轉(zhuǎn)變?yōu)橐試倚枨鬄閷?dǎo)向的有目標(biāo)的攻關(guān)?!眲⑽谋笳f,物理教科書里在實驗室做實驗就青史留名的故事,不太可能發(fā)生在聚變領(lǐng)域,只有依靠“甘于奉獻(xiàn)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、銳意進(jìn)取、爭創(chuàng)一流”的精神,才能共同完成一件大事。
近日,劉文斌和同事正在開展新一輪物理實驗,目標(biāo)是實現(xiàn)1億攝氏度1000秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行。這是聚變研究從基礎(chǔ)研究邁向工程實踐的重要一步。
聚變研究從來不是一兩個人或一兩代人能夠完成的,一批又一批年輕人踏上科學(xué)島,只為在這個最好的時代,不惜任何代價、不畏任何艱難去實現(xiàn)他們共同的夢想——在中國點亮人類第一盞“聚變之燈”。
(原載于《中國科學(xué)報》?2024-11-25?第1版?要聞)
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