王夙素（一室）

　　在安徽合肥的南淝河边上有一片空阔的厂房基地，在这个厂房基地里面，有一个“中科院厂区”的牌子格外瞩目。在这里，驻扎着一群为核聚变事业奉献热情的和心血的中青年科学家；这里，就是中科院等离子体物理研究所一室的PF6（极向场六号线圈）的项目组所在地。 

　　厂区远离市区，离科学岛更是需要近一个小时的行驶时间，PF6项目组的成员已经习惯了每天穿越大半个城市上下班一个小时的班车生活。一周六天工作制、两班倒，加班加点已经成为PF6项目组的常态。所有的这一切，都是为了能够高质量地准时向ITER交付PF6超导线圈。 

　　巨大挑战，开辟合作新模式 

　　国际热核聚变实验堆—ITER项目主要是要建造一个托卡马克类型的反应堆规模的受控热核聚变实验装置。ITER PF6项目就是需要研制出符合ITER装置物理和工程目标的极向场超导磁体系统中最为重要也是重量最重的PF6线圈。 

　　2013年10月，经过长达半年的竞标努力，在中国科学院等离子体物理研究所和中国国际核聚变能源计划执行中心等机构的引入和大力支持下，我所与欧洲聚变能源机构Fusion for Energy（简称F4E）在合肥签署了极向场超导线圈（PF6）项目合作协议。这是我所自承担ITER采购包以来首次承接中方采购包以外的采购包任务，也为探索ITER采购包的国际合作模式开创了先河。而此次PF6的竞标成功也标志着中方入围了ITER大型磁体的制造行列。 

　　PF线圈为等离子体建立和保证等离子体位形提供磁场条件，尤其是PF6线圈，同时兼顾驱动电流建立和保证磁场位形的重用作用，它对于整个PF线圈乃至整个ITER项目中都举足轻重。过去中国在这一类大科学跨国工程的合作中，只能做一些基础性或者边缘化的辅助工作，触及核心的技术却并未真正涉及到。而这次通过竞标，ITER总部让我所承担了PF6线圈的制造工作，这对我所来说，是对我所技术的极大肯定和信任，同时也是一个巨大的挑战。 

　　聚才引智，打造一流团队 

　　ITER PF6超导线圈分为9个双饼结构，线圈本体总重260吨，含支撑附件则总重近400吨。由于体量十分庞大且无现成经验可循，PF6线圈还有着不少的技术难点和不确定性，例如需要一次性完成重达29t的线圈双饼的无张力绕制，氦管焊接，匝间绝缘的自动包绕及接头安装；需要首次采用对超导导体通电加热的方式对真空压力浸渍(VPI)的双饼及绕组（重达296t）进行加热固化；总重达400t, 外径约12米的线圈制造完成后，设计并制造运输工装难点等等，这些难点对于我们都是很大的尝试和挑战。 

　　工欲善其事必先利其器，要想做好PF6项目，必须创建一流的人才队伍。PF6项目组从项目初始，就集中了此研究领域的优势资源，组建了一支以中青年科学家为骨干的人才团队。其中技术以及管理骨干共30余人，另有博士生和硕士生若干人参与此项目，项目组成员资质优良，经验丰富，专业背景为机械工程、焊接技术、真空技术、无损检测、测量技术、材料工程等，构成了学科结构合理、业务能力充足、具有较高水平的研究团队。目前PF6项目团队不断吸收并蓄，汇集各方优势人才资源，合理配置，除主要技术负责人以及管理组之外，PF6项目厂房班组操作人员目前共计58人。 

　　在这支一流人才团队的带领下，项目组不仅成功进行了PF6线圈的加工制造，掌握了PF线圈的各项工艺，包括大尺寸高精度双线并绕技术和大型超导线圈的真空浸渍工艺在内的各项技术已经日趋成熟。目前PF6项目的各项技术工艺都已经处于国际领先水平。而项目组成员更是利用其掌握的先进科学研究技术，聚焦国际前沿研究方向，产生了一大批重大原创性的研究成果，极大地推动了国际核聚变技术的发展。这标志着我们的人才团队已从最初的消化学习，到掌握，更是实现了部分技术的自主创新，这是一个质的跨越。 

　　各个突破，创造骄人成绩 

　　ITER是目前中国以全权、平等伙伴身份参加的规模最大的国际科技合作计划，ITER作为目前在建的最大的托克马克装置汇聚了全世界最先进的核聚变人才和技术。但因为装置的唯一性和突破性，再加上核聚变技术的复杂和难度远远超过我们的想象，成功建设ITER装置道路十分漫长。由于我所在大型磁体方面的加工制造经验并不多，再加上ITER组织严苛的技术要求和高标准的质量要求，我们在刚开始PF6这个项目的时候也面临着如体积过大、设计不确定、制造过程不可逆、如何运输等巨大的技术难点和风险。 

　　而PF6项目团队并没有放弃，而是各个突破技术难点和关口。例如体积过大无法运输，我们进行了长期的调研和勘察工作，综合考虑建造和运输因素，选择了符合我们要求的大型厂区；接头的设计和性能不确定，那就做了近百个接头预研件去一遍遍验证结果；绝缘过程不可逆和不可修复，那我们就从绝缘材料开始攻破，不断进行绝缘材料认证，确保注胶材料质量；绕制精确计长和稳定性不足，那我们就搭建绕制生产线进行长达半年的调试工作。集中火力，各个突破，截至目前，PF6项目已经取得如下骄人的成绩： 

　　2016年底，PF6项目圆满完成所有关键部件的认证工作。PF6项目前期开展的预研实验多达百项，绕制、接头、绝缘等工艺已经拥有相当成熟的制造水平，PF6项目的各项技术工艺都已经处于国际领先水平。 

　　2017年1月，首个PF6线圈全尺寸认证件完成所有绕制工作。首次系统地验证了大尺寸高精度双线并绕技术的可行性和稳定性。 

　　2017年7月，PF6线圈Dummy双饼全尺寸线圈的VPI绝缘处理工作圆满完成，相关测试结果达到了预定的技术要求，全面系统地验证了绝缘系统及VPI工艺的稳定性和可靠性。 

　　PF6线圈在2017年3月正式进入批量生产阶段，截至2018年6月，PF6项目已经完成7个线圈双饼的加工制造工作，其中9个PF6线圈双饼的绕制工作已经全部顺利完成，并且成功通过ITER组织认证。预计全部9个线圈双饼将在2018年9月全部完成，2019年4月正式交付ITER。 

　　以梦为马，展望新的征程 

　　PF6线圈将于2019年4月正式交付于ITER组织，它将是来自中国科学院等离子体研究所五十多名工程师和工人的磁体装备制造团队，历经五年，殚精竭虑，日以继夜努力奋斗攻关出来的作品。PF6线圈的成功研制将是我所核聚变事业历史上浓墨重彩的一笔，它标志着我国的核聚变事业已经飞速发展，从大国向强国迈进。 

　　在迈向核聚变领域强国的征程中，一个梦想的实现，往往需要数十年的持之以恒，甚至几代科学家的接力和不懈积累。从EAST到ITER，是中科院等离子体所无数个团队几代人奋力拼搏的结果，而现在，他们以梦为马，又开始展望新的征程。继ITER后，中科院等离子体物理研究所又投入到CFETR和十三五的重要事业中，PF6线圈的成功制造的重要经验，技术团队、生产线配置和厂房设施的重要铺垫，都将会为中科院等离子体所的后续事业发挥极大的作用。 

核聚变，一个新型的能源领域，这是中国与世界几乎同步发展的领域，如果说在其它领域，中国一直在追赶世界的步伐，那么在超导核聚变装备制造领域，中国已经从最初的跟跑，并跑到现在的开始领跑世界。尽管中国已经开始进行核聚变领域的装备制造并拥有了一些骄人的成绩，但我们也清醒地认识到，质量，创新，体系等综合实力的竞争，已经成为国与国之间竞争的主旋律。通过参与ITER项目的锻造与锤炼，中国的核聚变事业取得了显著的进步，中国的核聚变技术成果将与全世界分享，造福人类。合肥中科院等离子体所的科学家们，薪火相传，整装待发，即将踏上新的征程。