我國首個大科學裝置退役：結束中開始聚變中新生

　　近日，不少家長帶著孩子來到位于安徽合肥“科學島”的中科院等離子體物理研究所(下稱“等離子體所”)，一睹前不久獲批退役的我國首個大科學裝置——“合肥超環”(HT-7)。

　　雖然附近有施工阻擋，但大家仍然遙遙相望，看著被擺放在顯要位置的HT-7本體模型，聽著科學家的講解，一起回味它的輝煌傳奇與歷史。

　　HT-7為我國超導核聚變研究作出了卓越貢獻，它的退役同樣為我國大科學裝置的建設、運行管理及退出機制提供了借鑒。

　　學到該學的

　　已經退休的等離子體所原副所長翁佩德，是T-7“變身”為HT-7的關鍵人物。當年，蘇聯決定把已經退役的T-7贈送給中國。該所隨即成立了相應的領導小組，翁佩德任組長。

　　T-7運到所里后經過一系列安裝、改造、建設、調試。當時的工程建設情況非常特殊，遠非建設現在科學裝置的狀況可比。

　　“主要就是沒錢，環境很艱苦，連把T-7從蘇聯運過來的運費都是借了一部分才湊齊的。”翁佩德感慨道，當年用于T-7改造的建設經費甚至買不起現在的EAST(先進實驗超導托卡馬克裝置)的超導線。

　　同時，當時國內科研機構的研究能力及條件尚無法研制這樣一個科學裝置。T-7退役并有意贈與中國，恰巧能夠滿足中國該領域對于科學實驗裝置的需求。

　　我國等離子體物理研究比國外起步晚，裝置水平比國外低，對T-7改造運行使我國有機會了解超導托卡馬克的結構、設計和工程問題，為后來EAST成功建設運行奠定了基礎。

　　如當時的T-7與國外同類裝置比，各項技術參數較低，中國科學家為此進行了穩態運行方面，特別是裝置壁處理方面的技術研究與突破，并獲得一些寶貴的經驗。而且，HT-7的波加熱系統研究處于國內領先水平。

　　“現在看來，這仍是一件非常值得的事情。”翁佩德在接受《中國科學報》記者采訪時表示，“中國科學家從中學到了該學到的東西，為我們走向超導托卡馬克研究道路奠定了基礎。”

　　運行經驗值得借鑒

　　隨著磁約束核聚變研究的發展，世界范圍內的核聚變實驗裝置建設正在向工程方向發展，即向實驗堆、聚變堆方向發展，物理研究和工程研究的相互平衡顯得越來越重要。

　　等離子體物理屬于實驗物理系統，需要多裝置協同試驗，也就是用不同的裝置做同一類試驗。“我作為裝置工程和運行類研究人員，發表的論文并不多，不像物理類研究人員可以依托裝置從事研究并產出成果。”等離子體所黨委書記、副所長張曉東介紹，所里為此建立了完善的物理計劃、裝置運行條件許可、裝置安全運行管理等一系列制度。

　　同時，作為較窄的研究方向，等離子體物理研究一直面臨人才培養難的問題。所里為此有針對性地加大了人才培養的力度，力爭每年畢業生中約有1/3留所，保證了研究隊伍特別是HT-7建設、物理研究人才隊伍的穩定。

　　據了解，磁約束核聚變物理和工程相關研究人員的待遇在所里處于中等偏上的位置，所里也盡可能為他們爭取各種資源和條件，以穩定隊伍、留住人才。“既要強調科研人員的個人情結，也要考慮到現實利益。”張曉東強調。

　　作為國家大科學裝置，HT-7除了滿足本所的研究任務，還肩負著向國內外其他研究機構開放并合作、面向社會提供服務的職能。鑒于全國從事等離子體物理研究的機構較少，HT-7又屬于半開放或部分開放的實驗平臺，其對社會提供服務的機會相對有限。但在物理研究方面，等離子體所仍與中國科技大學等科研單位合作開展了一些項目。同時，圍繞HT-7裝置相關的工程技術研究，省內外高校也會經常派人前來交流學習。

　　開啟核聚變研究新階段

　　未能參加HT-7“告別儀式”的張曉東，至今仍感到遺憾。張曉東是HT-7裝置及其運行的負責人。從HT-7開始組裝、調試到后期運行，他一直伴隨左右。

　　HT-7作為國家大科學工程，其退役的必要性、合理性、可行性都必須經過專家論證。張曉東介紹，HT-7的設計研究目標已經全部完成，再做或者改進以后繼續使用已經沒有多大價值，即使給其他單位使用也存在難度大、維護成本高等困難。更重要的原因在于，已經運行的EAST超導托卡馬克裝置，完全可以取代并極大地超越HT-7。

　　等離子體所托卡馬克物理試驗研究室課題組組長徐國盛認為，HT-7的退役“恰逢其時”。因為中國于2003年參加了國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃，承接了很多子項目，牽涉很多人力物力資源，很難再騰出精力做HT-7裝置研究。

　　而且，隨著國家對EAST的投入不斷加大，該平臺日臻完備，已經到了“大展宏圖的好時期”。與此同時，與超導相關的工程技術人員和運行超導托卡馬克的物理研究人員，都將在新裝置中起到關鍵作用。

　　未來中國能源的形勢非常嚴峻，而聚變研究的一個最重要目標就在于解決人類的能源問題。核聚變研究旨在通過建設聚變反應電站、利用核能發電，并最終使核電成為一種成熟的商業化能源。

　　“現在的聚變研究已經處于一個關鍵點的歷史階段：驗證自持燃燒的可行性。”徐國盛向記者解釋，這一過程需要在托卡馬克裝置上“點燃”核反應，而核反應可以通過自身產生的熱量維持反應爐一直燃燒，使核反應一直持續下去。