5月30日,第九个全国科技工作者日如约而至。今年以“矢志创新发展 建设科技强国”为主题,旨在凝聚起推动高水平科技自立自强、建设科技强国的强大力量。奋战在科研一线的工作者们,是勇闯未知的拓荒者,是逐梦未来的追光者,在这个特殊的日子里,他们的坚守与付出值得被致敬。
在聚变这片孕育“未来能源”的星辰大海中,有一群科研先锋怀揣科学家精神,在理论突破和工程攻坚的航道上,书写着属于中国科技工作者的创新答卷。自2017年新奥启航聚变研发征程,八年间团队实现跨越式突破,走出一条独辟蹊径的创新之路,以谢华生、杨圆明等为代表的先锋们,用智慧与担当在聚变能源的探索中留下了熠熠生辉的奋斗印记。
谢华生:在开放与独立中拓荒理论新边疆
在聚变研究的漫漫征途上,理论创新如同照亮前路的灯塔,每一次突破都为工程实践指明方向,是推动聚变能源从理想走向现实的关键引擎。七年前,新奥正处于从低碳到无碳能源的转型时期,谢华生感受到新奥对聚变研究的决心,为实现这一解决人类终极能源问题的伟大事业,他毅然选择了加入。
来到新奥不久,谢华生就快速建立起一支专业的聚变模拟团队,搭建了成规模的聚变模拟代码平台,其团队研发效率是同业机构的数倍,并开发出大幅超过国际其他同类代码的等离子体波与不稳定性新代码。他的团队在不到一年时间内,就完成了大型场反位形FRC装置的设计,及套筒压缩装置的实验,助力以总分第一名的成绩获批建设“河北省紧凑型聚变重点实验室”。
科班出身的谢华生博士,如今已是聚变理论模拟的首席科学家,他的办公桌上常年堆着数十本中外文著作,电脑中存放着密密麻麻的演算手稿和运行着开发的各种计算程序。近年来,他仍始终保持着“潜心刻苦钻研+定期走出去调研交流”的高强度工作节奏,即便在周末和深夜也常泡在电脑前验证模型。“研发创新必须坚持开放思维和独立思考,要像竹子般,既向下扎根深研理论,又向上生长拥抱世界。”他这样形容自己的科研理念。
为构建全球聚变的“中国标尺”,他带领团队用几年时间把国内外聚变行业的发展现状、实验装置及技术路线进行了全面彻底的研究梳理,客观分析各自的优势与特点,在无数日夜的头脑风暴后,终于形成了一套针对全球技术路线的科学定量评判标准。这套体系不仅让新奥在国际科技竞争中掌握话语权,更孕育出“球形环+氢硼聚变”的全新路线。该路线现已跻身国家科技部三大重点路线之一。
谢华生凭借自己多年来对聚变研究的积累和沉淀,其撰写的专著《聚变点火原理概述》一经出版便成为行业的畅销书籍,不仅多次受到业内专家的高度认可,更是入选国家十四五重点出版规划项目,充分展现出新奥聚变研究的理论自信和影响力。由于谢博士在聚变理论创新方面的突出贡献,他先后斩获廊坊市“最美科技工作者”“青年拔尖人才”、河北省“青年科技奖”等多项荣誉。而在谢华生心中,“十年聚变发电”的中国梦已然生根,他正以不懈的探索朝着这个目标奋力前行。
杨圆明:用“毫米级匠心”雕刻工程奇迹
在聚变研发的进程中,工程设计创新是将物理理论构想转化为现实的关键桥梁,每一次结构升级迭代与技术突破,都为科学实验装置的性能跃升和研发的推进奠定坚实基础。在新奥聚变的实验室里,副总工程师杨圆明常忙碌穿梭于装置各系统间、并频繁与各系统工程师专家仔细交流发现的问题和解决办法。这位曾完成过我国首台三代核岛主设备工程设计研发、参与完成压水堆等多项国家科技重大专项、获得核能行业协会科学技术一等奖的“核电老兵”,将严谨融入每个工程细节。
2018年,杨圆明带领团队投身我国首座中等规模球形环物理聚变实验装置“玄龙-50”的建设。他通过设计新型主机,集成式磁体支撑与一体化真空室、标准化接口、光学测量基准网等关键结构,接连攻克一个个技术难题。同时,他创新设计虚拟安装流程与装配模拟方案,提前对百余项关键过程进行了演练、干涉检查和可行性评估,帮助工程团队仅用2个月便完成装置现场安装,将“玄龙-50”从立项到首次放电的周期压缩至10个月,创造了“中国速度”,且装置规模达世界先进水平,建设成本不足国外同类的三分之一。而后,推动装置以每半年一次的频率迭代优化,为完成两万余炮放电、上万次物理实验和实现多项性能突破提供了工程保障。
2023年,在“玄龙-50”升级为“玄龙-50U”时,面对参数全面提升的挑战,以杨圆明为代表的工程团队,以4个月完成主机及关键系统工程设计、8个月完成部件制造、3个月完成安装调试的高效节奏,超前完成任务。不久前,“玄龙-50U”成功实现环向场线圈150kA电流、1.6s平顶稳定通流,成为全球首个实现秒级1.2T以上磁场条件的球形环装置。更在国际上首次实现百万安培氢硼等离子体放电,为氢硼聚变筑牢硬件根基,也为下一代装置提供关键技术储备。
回顾科研历程,从集成迭代升级主机、加热、诊断等核心系统,到攻克球形环高参数磁场工程设计难题,杨圆明在一次次挑战与历练中,持续提升装置性能。凭借卓越贡献,他不仅荣获“河北省劳动模范”“河北省最美科技工作者”等称号,更以累计70余项授权专利(含22项发明专利),诠释了“以匠心致创新”的科研精神。
此外,谢华生和杨圆明团队在新奥聚变球形环氢硼热核反应方面的一系列研究成果,也就是针对新奥下一代“人造太阳”实验装置“和龙-2”的13篇物理设计论文,近期在国际主流学术期刊《等离子体科学和技术》(PST),以专刊形式进行了发表。这不仅彰显出新奥在氢硼聚变技术路线上的领先进展,也为全球聚变领域的科技工作者提供了有价值的重要参考。
在推进国家 “双碳”目标的进程中,这群聚变追光者的探索早已超越企业边界。他们是“未来能源”赛道上全力冲刺的中国力量,更是以科技自立、托举民族复兴的生动注脚。
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