1997年11月17日,中国科学院在合肥召开HT-7超导托卡马克装置鉴定会,鉴定委员会对建设HT-7装置的决策和工程设计研制及两年多的运行实验情况给予高度评价。
HT-7超导托卡马克装置与我国年轻的聚变人一起走过了17个春秋,这期间完成了第10万次放电。
2013年5月,HT-7正式被中国科学院和原环保部批准退役,成为我国首个获批退役的大科学工程装置。HT-7是一个传奇、一段历史,也是中国磁约束聚变研究走向世界前沿的见证。
边设计、边研发,“人造太阳”在中国点亮
1998年7月,国家“九五”重大科学工程“HT-7U超导托卡马克核聚变实验装置”(即“全超导托卡马克核聚变实验装置”,以下简称EAST)正式立项。2000年10月,EAST正式开工建设。
“EAST最大的创新点,是把全超导和非圆截面结合起来,产生稳态和以先进模式运行的等离子体,使研究人员能在稳态条件下对约束改善、破裂控制、粒子输运、能量平衡、功能材料和杂质控制等实现聚变堆稳态运行所必须面对的重大物理问题进行深入研究。” 在当时的EAST大科学工程团队的领军人物万元熙院士看来,物理上的先进性,必将带来工程上的巨大挑战。
在20世纪90年代末,中国聚变工程技术和超导工业十分薄弱,没有研制大型超导磁体、大型低温系统的经历,国际上尚没有任何一个国家研制和建造过全超导托卡马克装置。
万元熙院士带领团队发扬“没有条件创造条件也要上”的精神,在简陋的实验室内成功制造出关键部件和设备,整个项目自研率达90%以上。
“我们要在没有任何经验可借鉴的情况下,造出一个需要同时承载大电流、强磁场、超高温、超低温、高真空、高绝缘等复杂环境的装置,这对工艺设计和材料提出了极高的要求,比如芯部的等离子体温度高达一亿摄氏度,线圈中的温度却要求达到零下269摄氏度,项目难度可见一斑。”中科院等离子体物理研究所(以下简称等离子所)所长宋云涛告诉科技日报记者,为了达到聚变实验装置所要求的条件,EAST团队的科学工作者自主创新,自主设计、研发了大部分具有我国自主知识产权的关键技术,创造性地完成了EAST装置主机的总体工程设计。
研制EAST过程中,许多关键技术取得突破并达到国际先进水平,同时也填补了多项国内空白:大型超导磁体关键制造技术的研发,成功地生产出了EAST所需的全部超导磁体;创造性地设计、建成了国内最大的大型超导磁体测试实验系统;创新性地设计、建造了我国最大的氦低温系统,制冷能力超过2kW/4.5K……
“EAST装置建设,瞄准世界前沿,高标准、严要求地完成了国家大科学工程建设任务。同时,严格质量管理,创新性地建立和运行EAST质量管理体系。”宋云涛说。