胡建生:為“人造太陽”積蓄青春能量
在合肥“科學(xué)島”的最深處,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所的實(shí)驗(yàn)室和控制室內(nèi),年輕人三兩成組,對(duì)著電腦圖像和屏幕數(shù)據(jù)熱烈地討論。70后胡建生穿梭在青年科研人員之間,時(shí)而布置任務(wù),時(shí)而答疑解惑,一切都在爭分奪秒地進(jìn)行著。
這個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10年自主設(shè)計(jì)了世界上首個(gè)全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置——東方超環(huán)(以下簡稱“EAST”),致力于模擬太陽通過核聚變產(chǎn)生能量的原理,建造可控并持續(xù)反應(yīng)的“人造太陽”。
EAST是個(gè)直徑8米、高11米的“大家伙”,看上去像“巨大的鍋爐”。其內(nèi)部要同時(shí)承載1億攝氏度的超高溫和零下269攝氏度的超低溫。2021年5月28日,EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行,創(chuàng)造了托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。
不斷刷新紀(jì)錄的背后,胡建生和團(tuán)隊(duì)成員功不可沒。他現(xiàn)任中科院等離子體物理研究所副所長、國家大科學(xué)裝置EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人,在“人造太陽”的研發(fā)過程中,他在國內(nèi)外期刊發(fā)表SCI論文180多篇,并培養(yǎng)一批批優(yōu)秀青年科研人才。
本科畢業(yè)后,胡建生來到中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院工作,從事核聚變領(lǐng)域的研究。2008年,胡建生在該所獲得等離子體物理專業(yè)博士學(xué)位。
清潔、安全、燃料豐富的可控聚變能開發(fā)應(yīng)用是國家戰(zhàn)略能源需求,可以為解決碳達(dá)峰提供方案,EAST裝置實(shí)驗(yàn)被公認(rèn)為是地球?qū)ふ揖圩兡茉闯雎返南M?/p>
2000年,胡建生曾被選派至意大利高能物理研究院長期訪問,從事歐洲重力波觀測系統(tǒng)建設(shè)與調(diào)試工作。2002年9月,出訪期未滿的他放棄國外更先進(jìn)的研究條件和對(duì)方提供的工作機(jī)會(huì),提前1個(gè)月申請(qǐng)回國,回到中科院等離子體物理研究所,希望盡早地為中國的托卡馬克裝置貢獻(xiàn)力量。
當(dāng)時(shí),所里用的是從俄羅斯引進(jìn)改造的HT-7超導(dǎo)托卡馬克裝置,外窗口直徑不足0.6米,胡建生經(jīng)常從窗口鉆進(jìn)去做研究,一干就是一整天。他發(fā)現(xiàn),裝置內(nèi)的核心部件——限制器的性能有限,高溫等離子體運(yùn)行的時(shí)候,可能會(huì)損壞裝置。他從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)著手,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)率先研發(fā)了一款高性能限制器。
然而,在當(dāng)時(shí)的研究條件下,限制器的加工焊接是難題。胡建生和同事先后8次前往上海,尋找合適的設(shè)備廠家合作研發(fā)。在前6次研發(fā)都失敗的情況下,團(tuán)隊(duì)沒有氣餒,也沒有放棄,最終試驗(yàn)成功,實(shí)現(xiàn)零部件批量生產(chǎn),不斷提高加工精度。
高性能限制器的成功研發(fā)大幅提高裝置放電性能,將放電時(shí)間從原來的20秒延長到100多秒,直到400多秒,并為后續(xù)EAST內(nèi)部部件研發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2006年,中科院等離子體物理研究所自主建造的EAST裝置問世,并首次成功放電。胡建生開始琢磨如何最大化發(fā)揮裝置的作用,這需要應(yīng)用新方法、新技術(shù)。2009年,他帶著團(tuán)隊(duì)研發(fā)適用于超導(dǎo)托卡馬克的雜質(zhì)、氫同位素的先進(jìn)清除技術(shù),以及鋰化等先進(jìn)壁處理方法,階段性解決了雜質(zhì)、氫氘比、再循環(huán)控制等關(guān)鍵問題。
合肥正值盛夏,實(shí)驗(yàn)室大廳溫度超過40攝氏度。EAST團(tuán)隊(duì)爭分奪秒,早上7點(diǎn)半開始研究,晚上12點(diǎn)以后做系統(tǒng)維護(hù),成員不舍晝夜地實(shí)驗(yàn)調(diào)試,希望更精確掌握等離子體的基本特性。
這些年,投身科研的年輕人越來越多,胡建生為青年人才培養(yǎng)傾注了大量心血?!皩W(xué)生的成長就是我的成長?!彼?jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生和青年職工參加重大科研活動(dòng)。
在中科院等離子體物理研究所第六研究室副主任左桂忠科研攻關(guān)和個(gè)人成長的道路上,胡建生的指導(dǎo)和教誨一路相伴。
2004年,左桂忠成為胡建生的第一位研究生。左桂忠曾寫了一篇研究鋰氣體的論文,自我感覺不錯(cuò)。但論文交給胡建生的第一天,胡建生就坐在電腦前修改了一上午,第二天,他又打電話讓左桂忠趕快過來,兩人面對(duì)面修改了一整天,胡建生連一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的錯(cuò)誤都不放過。
胡建生改出了一篇論文樣板,也為左桂忠樹立了科研精神的“樣板”,從那以后,左桂忠堅(jiān)定了專注科研的信念。
2020年,左桂忠成長為中科院等離子體物理研究所真空一級(jí)課題組組長,這是胡建生曾經(jīng)奮斗過的崗位。他帶領(lǐng)40位年輕人進(jìn)行真空技術(shù)、等離子體與氣壁相互作用等研究。裝置運(yùn)行時(shí)需要穩(wěn)定的真空環(huán)境,運(yùn)行前,左桂忠等人要將氣體雜質(zhì)排出,還需要24小時(shí)值班,檢查裝置內(nèi)氣體是否泄漏等。
剛接手課題組時(shí),左桂忠心里也沒底。一次,他花了好幾天都找不著泄漏點(diǎn)和原因,頓時(shí)很泄氣,感覺工作內(nèi)容“沒有太大前途”。胡建生鼓勵(lì)他和組員:“你們就是解決裝置的基礎(chǔ)需求和基本功能問題,角色非常重要,要勇敢去做,獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、解決問題。”
在青年科研人員眼中,胡建生為人低調(diào)、謙遜,和他交流時(shí),不會(huì)覺得他是領(lǐng)導(dǎo)或大咖。他甚至鼓勵(lì)年輕人反駁他的觀點(diǎn),如果發(fā)現(xiàn)是自己錯(cuò)了,他總會(huì)哈哈一笑。實(shí)驗(yàn)中每發(fā)現(xiàn)一個(gè)新現(xiàn)象,或是用現(xiàn)有理論沒法解釋的問題,他都會(huì)帶著學(xué)生深入研究?!耙岩粋€(gè)研究做到極致,找到知識(shí)的邊界?!焙ㄉf。
當(dāng)被問到如何才算“極致”時(shí)?他答道:“當(dāng)業(yè)內(nèi)重要的交流會(huì)議,我們不缺席,或是被邀請(qǐng)上臺(tái)作報(bào)告,這就代表我們的研究水平是被認(rèn)可的。”
胡建生表示,未來要將不同專業(yè)特長的年輕人聚集起來,對(duì)裝置系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)和改造,圍繞國家科技發(fā)展戰(zhàn)略,培養(yǎng)德才兼?zhèn)洹⒛艽蛴舱痰膭?chuàng)新人才隊(duì)伍,實(shí)現(xiàn)在中國建成完全可控的聚變能發(fā)電裝置的科學(xué)夢想。
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 王海涵 王磊 來源:中國青年報(bào)
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