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中核五公司创下全球全超导托卡马克建造最快纪录 “人造太阳”是这样造出来的

2025-02-14 14:50380

所有人的目光像被磁石吸引,死死盯着显示屏里的托卡马克装置“洪荒70”。试运行的按钮被轻轻按下,整个车间安静得只剩设备运转的嗡嗡声。这是个毫秒级的过程——用来实现可控核聚变反应的“洪荒70”内一片漆黑,突然中性气体激发出环形等离子体,瞬间太阳般的光辉照亮腔体。时间仿佛凝固,一秒、两秒……突然,指示灯齐刷刷亮起,各项数据平稳跳动。

试运行成功!刹那间,上海临港高温超导托克马克“洪荒70”装置总装项目施工团队压抑许久的欢呼声如火山喷发般冲破寂静。有人眼眶湿润,嘴角上扬,用力鼓掌拍得掌心通红;有人默默走到设备旁,轻抚设备外壳,脸上写满成就感;更多人再也抑制不住,蹦跳着、呼喊着,紧紧相拥,击掌欢庆……“洪荒70”投资1.5亿元,在两年内建造完毕,创下了全球全超导托卡马克建造最快纪录。

长时间沉淀与冲刺最终换来了成功的瞬间,这支建设团队也由幕后走到了台前。

向着未知的挑战大步迈进

一个寻常的午后,中核五公司项目经理左银亮刚结束手头秦山核电技改项目的阶段性会议,一份关乎能源领域全新突破的任务出现在眼前——立即组建团队,攻坚全球首台全高温超导材质托卡马克装置的组装工程。

短短几个字,已入行近20年的左银亮却读出了这副担子重逾千钧的分量。可控核聚变也叫“人造太阳”,被认为是人类的终极能源。全球目前正运行的全超导装置仅4台,我国科创企业能量奇点自主研制的“洪荒70”,是其中唯一一台全高温超导材质建造的托卡马克。之所以没有选择研发经验和工艺都较为成熟的低温路线而选择高温路线,是因为能将托卡马克的体积、造价缩减约50倍,并大幅加快建设周期。“洪荒70”就肩负着验证高温路线可行性的重担。

“没有装置,理论突破就无法落地,保证全力以赴!”一支怀揣梦想、各怀绝技的精英战队迅速集结,向着未知的挑战大步迈进。

记不清多少次从绝境中逆袭

用高温超导材料来建造托卡马克,控制和约束等离子体,没有先例可循,因此建造过程从一开始就注定是一条荆棘丛生、充满坎坷的征途。

真空室吊装的难题,曾让讨论时气氛凝重得落针可闻:“巨大的真空室宛如一头沉睡的钢铁巨兽,环形球体造型,还需套装内冷屏、TF磁体。更要命的是本体无吊耳,动作稍有不慎就会功亏一篑。”当时整个团队围坐在临时搭建的工作区,把已有的技术路线逐一否定。左银亮紧攥拳头,打破沉默:“自己动手,设计吊装工装!没别的路了。”

模拟练习时候,起重工魏桂忠戴上厚实手套,操起测量工具,额头豆大的汗珠滚落。他的眼睛紧紧盯着卡尺刻度,精准测量每一处尺寸,稍有偏差就重来。安全员张良则全程紧盯现场安全,穿梭在忙碌人群中,一旦发现有人站位不当、操作违规,立刻吹响哨子警示。切割钢管时火花四溅,他们在包裹铝箔时小心翼翼,历经多次模拟试验调整。终于迎来了吊装这天,所有人屏住呼吸,左银亮发布指挥口令,真空室缓缓离地,平稳向着安装位置移动。那一刻,紧张化作欢呼,大家相拥而泣,脸上写满胜利的喜悦。

一波未平,一波又起。烘烤管线及冷却管线的制作又成了团队的“拦路虎”。多种壁厚材料、繁杂的管径尺寸,还有那奇形怪状超出弯管器功能范围的弯管需求,让大伙愁眉不展。技术工程师金旭阳带着几个成员整日泡在材料堆里,四处搜罗不同直径的不锈钢管、滚轴,反复拼凑、试验。仪表工胡征军守在一旁,眼睛紧盯仪表数据,稍有波动就从头再来。一次次试验失败的结果接踵而至,大家心急如焚,但没人轻言放弃。历经无数次调整,自制弯管工装大功告成,施工效率大幅提升,项目建设重回正轨。

就这样逢山开路遇水搭桥,团队成员已记不清有多少次从绝境中逆袭。今年6月,团队的付出有了回报,“洪荒70”装置成功实现等离子体放电。由此,全球首台全高温超导托卡马克装置的工程可行性获得验证。

迈向星辰大海不停歇

“下次HH170项目和HH380,施工流程得再优化”“技术培训要前置,让新人更快上手”……成功的欣喜过后,团队并未停下脚步。左银亮牵头组织开展经验总结会,大伙围坐一堂,复盘HH70组装全程,你一言我一语,共同剖析每个细节、每项决策。

“到2035年,中国或迎来可控核聚变发出的第一度电。”能量奇点创始人、CEO杨钊这样展望。“洪荒70”之后,下一代强磁场高温超导托卡马克装置“洪荒170”目前已在物理设计阶段,今年将开始工程设计。该装置以实现氘氚等效能量增益大于10为目标,预计2027年建成。与国外同行相比虽有约两年的时间差距,但“洪荒170”的尺寸和成本在全球范围内极具优势。

为了实现这个目标,团队成员正摩拳擦掌不仅要将专业优势在核聚变装置安装领域持续放大,更要投身技术创新前沿阵地,钻研核聚变装置安装领域的新技术;同时,育人计划悄然铺开,老师傅们打算一对一传帮带,把毕生绝技倾囊相授给新人,培养一批又一批核聚变装置安装领域的中流砥柱。


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