精益求精筑能源梦想 技术领航谱聚变华章

核工业西南物理研究院团委

2020年，中国新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下了坚实基础。这一成果入选《人民日报》2020年中国硬核黑科技盘点、两院院士评选的“2020年中国十大科技进展新闻”及“央企十大国之重器”。2M建造过程中，一支高标准、严要求、敢创新、肯奉献的青年队伍脱颖而出，他们专门干新的工作、干难的工作、干不会干的工作，逐渐成长为中国“人造太阳”事业的中坚力量。

建设运行中国环流器系列装置，是我国核能发展热堆-快堆-聚变堆“三步走”战略中开发核聚变能的重要举措。“人造太阳”青年团队十年磨一剑，始终坚持自主创新，最终打造出了具备开展堆芯级等离子体物理实验能力的技术平台，实现了HL-2M装置完全由我国自主设计建造。

HL-2M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，其等离子体体积达到国内现有装置2倍以上，等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达到1.5亿度，能实现高密度、高比压、高自举电流运行。装置作为我国最新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置，也是我国消化吸收世界最大国际合作计划之一ITER（国际热核聚变实验堆）技术不可或缺的重要平台。

为确保装置的性能满足在堆芯级等离子体参数条件下开展物理实验研究，HL-2M装置工程技术难度及工艺复杂性大幅增加，不断挑战国内相关工程技术水平极限，关键技术攻坚与“卡脖子”难题破解成为了团队必须解决的问题。经过高强度攻关，团队在装置特殊材料研制及关键部件研发等方面取得了多项突破。

敢于迎接挑战，完成特殊材料研制，实现从无到有飞跃。线圈系统是HL-2M托卡马克装置核心部件之一，其原材料制备遇到了巨大的挑战——国内厂家从未生产过大尺寸异形高强高导铜合金板材和大截面外方内圆铜管，这就意味着研制团队必须完成从无到有、从零到一的突破。团队顶着设计与制造的双重压力，调研一步步深入、方案一层层优化、试制一次次重来，最终圆满完成特殊材料的研制任务，并将HL-2M装置环向场线圈原方案5段结构优化成3段结构，为后续环向场线圈的加工制造降低了难度，同时提高了环向场线圈的整体结构性能，与国外同类装置相比取得了突破性成果。

打破技术封锁，自主研制高强度膨胀螺栓，大幅降低生产成本。刚解决线圈原材料制备问题，又被指形接头连接采用的高强度膨胀螺栓卡住了脖子，螺栓原本打算从美国进口，然而美国相关部门以涉及国家核心技术为由，禁止出售该类产品。团队青年们查阅大量文献资料，逐一确定高强度膨胀螺栓采用的材料及其参数性能，最终指导国内厂家试制成功，打破了国外技术封锁。自主研制的高强度螺栓组件，单根费用从进口价格1万美元降到了1万多人民币，膨胀螺栓费用从2000多万元降低到300多万元，降低生产成本近85%。

坚持原始创新，建成国内首台大型立式脉冲发电机组，“太阳”有了新型“充电宝”。团队电机组将安全质量管理融入机组系统的前期设计、优化方案设计、工程方案设计、制造、安装调试、性能测试、运行管理全过程，与哈电一起攻克了六相大电流发电机、大惯量高速转子等技术难题，建成了具有完全自主知识产权的国内首台大型脉冲发电机组，其发电量可负担一座百万级人口城市的基本用电量，为中国环流器二号M装置提供了强劲的动力，并形成了一批具有实用价值的原创性技术成果，部分指标已“领跑”国际。

坚持技术协同，助推产业升级，提高行业制造水平。团队掌握的特种材料、关键设备、极端条件精密制造等关键技术，已形成“同步辐射”效应，在航空、航天、电子等前沿领域实现创新应用。通过与国内企业广泛协同创新，尤其是与东电、哈电等制造企业合力攻关，极大提升了企业复杂产品的研发能力和装备制造水平，锻炼了一批有工匠精神的专业人员。

深化国际合作，支撑国际大科学计划，提升我国牵头大科学工程的能力。2020年7月28日，国家主席习近平致信祝贺ITER计划重大工程安装启动。同年9月，核西物院参与的中法联合体中标ITER主机安装一号合同，这是中国企业有史以来在欧洲中标的最大核能工程项目。而参与这项工作的主力，也正是来自这支年轻的团队，通过HL-2M的锻炼，他们承担大科学工程研究任务的能力极大提升，从而也极大提升了我国参与及牵头国际大科学工程的能力。

团队现有成员76人，堪称是一支业务精湛、充满创造力的一流团队，其35岁以下青年占比64%，硕士研究生及以上学历成员占比93%。这支平均年龄33岁的团队申报、获批、授权专利共58项，申请、立项、发布行业标准12项，以团队为核心的聚变所获评国务院国资委和人力资源社会保障部联合颁发的“中央企业先进集体”。团队技术多次获得国防科学技术进步奖、中核集团公司科学技术奖。团队成员先后荣获中国青年博士最高荣誉“蔡诗东等离子体物理奖”、表彰在核物理研究领域作出重要贡献的“胡济民教育科学奖”、亚太等离子体物理“杰出青年科学家”奖、国家海外高层次人才引进计划青年项目、中核集团科技工作者最高奖项“钱三强”科技奖、“中核集团十大杰出青年”等重量级奖项。

“人造太阳”青年团队瞄準世界科技前沿，抓住大趋势，以“强核报国，创新奉献”的精神和“功成不必在我、功成必定有我”的责任担当，甘坐冷板凳，勇做挖井人，参与自主建成了中国新一代“人造太阳”装置，推动我国核聚变前瞻性基础研究进步，取得了一系列引领性原创成果，为我国早日率先实现核聚变能和平开发利用贡献了重要力量。