所庆征文


聚变在我心,旭日定东升


王亮(六室)

 

 

 

  今年是我所成立40周年,九年前的今天,是我加入这个集体的日子。前阶段看到所里的所庆征文,总想写点什么,今天提笔,在这个特别的日子里,简单厘一下这些年的过往,希冀能通过一些细节的人和事展示等离子体所的大科学氛围、文化和拼搏精神,更加坚定自己的聚变生涯。虽是征文,但我觉得更多的是写给自己和聚变研究的后来者。 

  2004年开始读研究生,第一次系统性地接受等离子体专业的教育,彼时我没有想到自己会与聚变结缘。我是科大学生,等离子体所的研究生在科大代培,我们一起上课,我与他们结识时,他/她们聊天之间,给我留下印象最深刻的是:A说我是等离子体所6室的,B说我是11室的,C说我是7室的等等,而我当时根本不明白这些数字意味着什么。当时的感觉是,你们等离子体所挺玄乎,还有点神秘。第一次燃起对聚变的兴趣,应该是课堂上闻一之教授(现已退休)给我们介绍ITER,那时才知道等离子体所也正在建一个大家伙——就是今天的EAST。当时我觉得和我很遥远,研一的学习压力很大,每天更多的时候是在看书,因此并没有对EAST、对ITER、对等离子体所作更深入的了解。 

  时间进入到2008年夏天,科大承办第二届全国等离子体暑期学校(针对聚变),我读研时的方向是低温等离子体物理,出于想拓展自己知识面的初衷,我也报名参加了。那年的暑期学校,授课老师多是今天聚变界的大牛,或者现已80多岁高龄的更老的前辈们。来自等离子体所的老师是李建刚研究员(时任所长,现在是中国工程院院士)、万宝年研究员(时任副所长,现在的所长)。李老师当年的授课主题是宏观上介绍EAST进展和成果,如果我记得不错的话,万老师当年的授课主题应该是约束与输运。暑期学校有一天下午,安排了参观等离子体所的EAST全超导托卡马克,当时接待我们的是时任六室主任高翔研究员,地点在EAST老控制室会议室,现在的控制室一楼西北角。高老师当时先做了一个报告,而后带我们进入EAST大厅参观。那次参观不是我第一次来科学岛,但却是让我最震撼的一次,之前我应该来过两次。我第一次来等离子体所应该是2006年,在HT-7实验期间的一个晚上,现在的真空组值班室那里,我来向李亚东老师借碲镉汞探测器,用于我导师在北京的一个实验,李亚东老师当晚还带我参观了当年的HT-7。高翔老师带领的参观结束后,我问他等离子体所有无进人计划,因为我第二年将毕业,面临找工作。高主任表达了欢迎之意,并给了我一本揭银先研究员的博士毕业论文,那是我第一次阅读等离子体所聚变装置的科研论文。 

  2009年春天,参加了所里的面试答辩,时任所长李建刚老师问了一个英文问题和一个生活问题,书记张晓东老师问了一个关于保密的问题。记不清过了多久,半个月亦或一个月后接到了何友珍老师(时任综合办副主任,现主任)的录取电话。之后便是毕业季的各种忙乎,625日拿到了科大的派遣证,当天上午来所里正式报到,入职六室EAST边界诊断组。所里给我安排了现在所门口研究生公寓3号楼二层一个向阳的单间,具体房号记不清了。第二天花50元从街边租了一辆皮卡将家当运到所公寓而后返回科大,晚上和同日入所的五室胡友俊一起,将我俩的座驾——每人一辆自行车沿黄山路、天柱路、长江西路、科学岛路骑来岛上。那晚我们骑行很慢,应该花了两个多小时的时间,一路上聊了很多,多是和聚变、和等离子体所相关的事情,一路骑一路思考,对未来充满了期待和憧憬。骑至南大桥,我们停了一会,记得当晚还有人在钩鱼,不是钓鱼,由是开始了自己的岛民生涯。 

  初入等离子体所的日子,简单而轻松,平淡中似乎有些单调,更多的是迷茫,不知道该如何尽快的切入并融合进这个大科学团队。时值EAST完成2009年度实验,进入维护改造阶段,我接手偏滤器探针诊断,研究方向定为托卡马克偏滤器物理。频繁的进入大厅、装置内部,开始和EAST亲密接触。大多数时间是在晚上,和大小厂的工人们一起,他们的敬业让我感动,特别是大厂的马林师傅给了我很多帮助,让我认识了EAST团队最基础构成的兵卒风貌。也是在EAST真空室里,认识了一室高大明老师(EAST建造阶段的元老之一,现已退休)和宋云涛研究员(时任一室主任,现任副所长),他们总体负责EAST改造,经常进入装置查看技术问题,他们工作的认真给我留下了深刻印象。除了在4号楼办公室阅读学习托卡马克文献外,那段时间我多是待在礼堂二楼的实验室和EAST里面,一边拆、组探针,一边也在想些问题。两个字总结入所的那段工作——“敲铁,我爱人那时无意间开玩笑说的两个字,恰如其分的总结了我那段时间的工作和心态。2009年底有一件事情让我记忆深刻,HT-7开始实验,时任六室主任高翔老师从美国GA DIII-D装置短期访问回来,要求六室全体实验人员,参照DIII-D运行模式,每人至少提一个HT-7实验提案,而我冥思苦想一周居然没有想到一个合适的提案。 

  2010年春,徐国盛研究员(时任副研究员,现六室主任)自英国卡拉姆实验室完成两年的博士后回国,分到了我所在的517办公室(一共六人)和我临桌,他也回任边界诊断组组长。很早就听说过这个所里的科研达人,朝夕相处之间加上同在一个课题组,让我们有了更多的交流机会,他带我逐渐走出了入所后的迷茫,也让我认识了等离子体所的另一类挚爱科研的狂人。举个例子,大概是他回所半年后的一天,有天他问我,坐在他身后的那位(杨建华)叫什么名字,我非常诧异,而让我更诧异的是我后来知道了徐老师夫人的名字,和杨建华这三个字的读音几乎完全一样。2010年春天的EAST实验并没有获得多好的实验结果,印象中只留下了控制室熬夜实验,运行负责人龚先祖老师在总控那排桌子前低头来回踱步、和他对事不对人的偶尔发火,七室主任肖炳甲老师带着几个人作控制测试、做不下去回去想想过会再来,我认识了EAST团队的另一类挚爱实验的狂人。时间到了下半年秋季实验,控制室里经常能在晚上十一点左右见到李建刚、万宝年、张晓东等所领导,那一刻我似乎明白了等离子体所一步步走向辉煌的原由,经过一段时间的不易探索和各系统逐渐稳定,EAST实现了第一炮H模,大家的心情都非常激动。记得我当时坐在控制室最后一排,万宝年所长过来向各诊断进一步确认信息,他让我的探针信号和H_alpha信号对比,对比L-H转换时刻,对比第一个边界局域模出现的时刻,当一切都对的上后,他让我再对第二个边界局域模出现的时刻,出了个插曲,我的那台低配笔记本电脑死机了,不过旁边其它的诊断一一都证实了H模。那轮的实验还同时实现了100L模和1兆安大电流放电两大突破。秋季实验前,我参加了在桂林举办的一个中日国际会议,那是我第一次参加国际会议并用英语作报告。实验结束后,去日本核融合科学研究所(NIFS)访问了10天,见识了他们的大螺旋装置LHD、实验组织和日本人的勤奋与认真,那是我第一次走出国门。年底的所里晚会上,六室倾情做了一个庆祝EAST辉煌五年的视频,配以诗朗通,主体是东方精神,那个视频做的非常好,推荐大家看一下。 

  2011年来了,春节之后我和臧庆、张凌,还有当时的研究生甘开福和曹斌5人被所里送去普林斯顿大学等离子体物理实验室(PPPL,美国能源部实验室)访问学习,我的访问学习是半年时间。美国的日子波澜不惊,西方的思维方式影响了我的传统思维,访问期间没赶上NSTXLTX的实验,但明晰了NSTX的实验组织方式和美国人讨论问题的开放性,主要时间是学习交流和硬件工作准备。在我们访问期间,NSTX由于出现问题提前升级,升级后的NSTX-U后来也出了中心螺线管问题,至今尚未恢复实验,可见聚变工程难度之高,愿昔日辉煌而具有深厚聚变底蕴的PPPL早日渡过难关。8月底,收到国家自然科学基金委邮件通知,获得了自己科研生涯的第一个项目资助。9月回国,开始准备EAST 2012年度物理实验,那段时间千人计划郭后扬老师频繁回国,他是偏滤器物理国际权威专家,给了我悉心的物理指导,我开始慢慢的熟悉了托卡马克偏滤器物理,诊断硬件方面得到胡立群等老师的指导与帮助,逐渐融入了EAST团队。 

  2012年春天的实验开始进展并不顺利,春节刚过,一场史无前例的装置内部漏水打破了实验的平静。在EAST大厅里,我从真空负责人胡建生研究员面色凝重的表情里读到了每个人的心情,他拎着一个水桶,里面满是涡轮分子泵叶轮的碎片。关键时刻,方显勇者本色,时任所长李建刚从美国参加一个高级别会议回来,他逐渐稳定了大家的情绪,和团队倾力协作给出了解决问题的思路并即刻付诸实施,他说的一句话让我印象深刻:这都不是事儿,举重若轻。同时他也带来了利好消息:美国能源部将EAST装置列为国际最优先级的聚变合作对象,EAST国际地位空前提高。经过短短两周,24小时3班倒,内部漏水清除干净,EAST恢复运行,那是我第一次见证等离子体所的中国速度。那年的实验后来进展顺利,EAST创下32H模和400L模偏滤器等离子体的两项世界纪录,把等离子体所和EAST推向了国际聚变的前沿,这两项世界纪录也被新闻联播报道。2012年实验结束后,EAST进行了一次比较大的升级改造,为期近20个月。那年上半年我获评副研,7月腾出所里公寓出岛居住,下半年申请了第一个磁约束核聚变能专项的课题(科技部ITER专项),获批840万元经费。项目申请过程中,开始和计财办(等离子体所的计财办等同于一般科研单位/高校的科技处+财务处)接触,所里主管科技部项目申报的是陈俊凌老师(时任计财办副主任,现主任),他协调所里相关项目的组织、合作、申请书和答辩把关,帮我进行财务预算一遍遍审核的是陈俊凌老师当时的助手黄素贞(现聚变办副主任)、刘英和唐莉老师。那次申报让我认识了EAST团队的另一类人员,见识了他们如何统筹项目申报、如何高效协助/指导一线科研人员,和为了等离子体所的经费分文必争的努力。2013年春天,我的人生迎来了一个重要时刻,儿子的出生让我从一个懵懂的少年升级为父亲。工作依然忙碌,也开始更多的面临如何协调家庭与工作关系的问题。由于我负责的偏滤器探针诊断也同步升级,因此我更多的时候是在早上7点之前到达所里,也是在那段时间,认识了一些经常早来的同事,也经常在食堂早餐时看到几个疲惫的身影(熬了一夜,和我们实验期间一样),这里就不一一列举他们的姓名了,有些我也喊不上来他们的名字。秋天的时候,去韩国庆州参加了一个亚太聚变国际会议,受所里推荐,我第一次代表EAST团队作了一个EAST进展的综述邀请报告,心潮澎湃。 

  2014伊始,等离子体所的超导托卡马克团队荣获2013年度国家科技进步创新团队奖,这是继2008之后,等离子体所再次问鼎国家科技进步一等奖。不知不觉间,时间来到了5月,随着实验前601会议室展示的EAST装置内部高清集成照片和建刚李向全球聚变院所发布EAST News Letter,升级改造后全新的EAST 2.0正式登场:世界上第一个ITER-like水冷钨铜偏滤器投入,第一套NBI上岗,4.6GHz低杂波上岗,EAST总功率配备超过30MW16ITER-like RMP线圈就位,76项诊断配备,低温、控制、电源、线圈等子系统完成升级。新系统的初次投入,多半会遇到各种各样的问题,EAST这次升级也不例外,更何况是这么多个新系统同时投入实验:钨铜偏滤器内漏时,我能从12室主任罗广南老师日益增多的白发和他紧锁眉头的思考中感受到他的压力;晚上九点多甚至更晚,我办公室旁边13室主任胡纯栋老师办公室经常出入NBI团队的工程人员,他们在讨论技术问题的解决。2014EAST实验贯穿了高温假,持续至10月中旬结束,虽然取得了一些很不错的物理进展,但更重要的是锻炼了新系统、发现了一些只有在装置上运行时才出现的新问题,为后续实验中各系统技术难题的解决提供了重要的信息反馈和输入。应该也是在下半年,等离子体所进行了换届,万宝年研究员担任新一届所长。9月中旬,哈尔滨工业大学主办的中国物理学会2014秋季年会上,我第一次见到前前前所长霍裕平院士(1981-1995任所长,我所超导托卡马克路线的发起人,HT-7领导者),那也是我迄今为止唯一一次在他面前做报告。报告后老人家在会上谈了很多,赞誉之余不乏有责备之意,更多是陈述了他对等离子体所发展路线的殷切关心和建议,并要求我务必向李、万两位所长把他的意思带到。临近2014年底,负责中美联合实验的龚先祖老师带着我们几个年轻人,在美国DIII-D上开展联合实验(由于签证问题,最后远程连线DIII-D控制室):我主持了其中一个偏滤器实验,那是我个人第一次在国外的装置上做我们的实验,联合实验取得了成功,但更多的收获是通过切身全程参与,认识了他们先进的实验组织、流程和执行细节,让我们得到了历练。 

  2015年的工作由实验准备和评职称开始,我很荣幸在那一年晋级正高。3月底去了美国通用原子能公司(General Atomics)短期访问,主要工作是分析处理春节前在DIII-D上联合实验的数据,期间见证了中美联合聚变实验室的揭牌,万宝年所长携中科院国际合作局的领导出席,美国能源部官员到场。异国他乡,能见证这样的时刻不禁让人思考良多,中国的聚变确实走向了国际前沿。5月回国,飞机刚一落地合肥,就收到了第二天开会讨论夏季实验的会议通知。2015EAST实验进行了夏、冬两轮,冬天的实验持续到2016年元月,春节前EAST实现了5000万度100秒的偏滤器等离子体放电。 

  随着2016年春季短暂维护的结束,夏季实验如期而至,那一年EAST团队的压力很大,10IAEA聚变能大会前,利用ITER-like钨偏滤器和射频波加热获得了分钟量级的稳态H模。万元熙院士、李建刚院士、张晓东书记、宋云涛副所长、傅鹏副所长率领我们17位同事参加了那届在日本京都举办的IAEA大会(被喻为聚变界的奥林匹克大会),万宝年所长因国内事务未能出席,那应该是等离子体所建所40年来参加国外举办的IAEA大会最豪华的一届阵容。大会的高潮在第二天上午到来,万元熙老师作中国聚变工程实验堆CFETR设计进展和规划的报告,我个人认为那是当年IAEA大会最好的一个报告,特别是回答问题环节,时年77岁的他在近千人大会上的从容与自信、激情与飞扬相信会将聚变永远镌刻在等离子体所青年参会人员的内心深处。也是在准备IAEA大会报告的那段时间,我了解了团队的梁云峰老师(千人计划研究员,代万所长作EAST综述报告),由于兼职较多,他经常只有很少几个小时的睡觉时间。IAEA大会结束后,我和几位同事转去东京附近的日本那珂核聚变研究所参加ITPA-DSOL会议,会议间隙,参观了正在建设中的JT-60SA全超导托卡马克(预计于2020年投入运行,ITER建成前最大的超导托卡马克),很受震撼,午餐时遇到JT-60SA的首席科学家Yutaka Kamada,又和他聊了一会JT-60SA 

  2017年捷报频传。73日夜晚,EAST实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲H模,创造了新的里程碑新的世界纪录,成为了世界上第一个实现稳态H模运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。夏季实验结束后,我被所里征召全力投入发改委国家重大科技基础设施“十三五”建设项目聚变堆主机关键系统综合研究设施的申报工作,和几位同事一起协助万元熙老师整理、优化将在北京评审的答辩PPT报告,并进一步完善项目申请书和准备各类材料。冲刺阶段是在高温假期间,老万老师除了被中央邀请去北戴河休假的几天外,几乎每天都和我们一起在所里努力工作,午饭有好几天他都是一包方便面解决,有几次中午我们要给他带饭,他都婉言谢绝了。万宝年所长感慨道:老万老师近80岁高龄都这么奋斗,咱们若不全力以赴,情何以堪!安徽省委、省政府高度重视本设施的申报,于815日联合发出了红头文件鼎力支持,省委书记李锦斌16日晚亲自在稻香楼宾馆,迎接评审专家组抵皖,817日全天专家组在合肥进行现场考察。17日晚上我们抵京,18日下午答辩正式开始,万元熙老师报告,回答问题则由他和万宝年所长、李建刚院士、安徽省长李国英、合肥市长凌云等人共同完成,整个过程堪称完美。参加北京评审会的还有安徽省政府、合肥市政府相关部门负责人、合肥研究院院长匡光力、等体所副所长宋云涛、傅鹏等。这个项目成功拿到,成为首个落户合肥综合性国家科学中心的大科学装置项目,具体位置就是北边不远处三十岗乡的科学岛新区,这是等离子体所发展史上里程碑性的事件,国家、安徽省、合肥市的总经费支持将超过60亿元。年底很快到了,11月底在北京中国科技会堂连续参加了第7EAST国际顾问委员会会议、ITER十年回顾与展望大会,国际核聚变专家联合发表《北京聚变宣言》支持CFETR项目,很荣幸在现场见证了这一历史时刻。北京回来后患了重感冒,在家休息了几天。125日,国家重点研发专项“中国聚变工程实验堆集成工程设计研究”启动,采取磁约束聚变堆总体组领导下的项目负责制,宋云涛副所长担任项目负责人,科大为依托单位,总经费1.8亿元,CFETR正式进入工程设计阶段,那天在科大水上报告厅见证了CFETR的这一里程碑时刻。1231日,EAST百秒量级H模上榜2017中国科技十大进展。201610-20186月,我个人更多的时间和精力花在等离子体所牵头的另两个国家重点研发专项的申报工作上,包括项目组织、课题设置、合作单位协调、预申报书、正式申报书、经费预算、PPT准备、视频答辩等环节。这两个项目的申报分别跨越两个春节,连续两个春节假期都在忙碌的加班中度过,共成功申请到近1.1亿元经费,我本人有幸担任其中一个项目负责人。项目申请过程让我更深地理解了等离子体所的声誉价值和团队协作的大科学文化精髓。 

  聚变研究靠的不是单兵作战,诚如这个夏天火热的世界杯赛场一样。高中时我和几个小伙伴曾经有一套英格兰队的球衣,了解英格兰队从那时开始,彼时的英格兰队及随后的数年间贝克汉姆、欧文、兰帕德、杰拉德、鲁尼等超级巨星云集,但是英格兰队的世界杯、欧洲杯战绩却总是一般。反观本届世界杯,这支被称为史上最平民的英格兰队甚至被戏谑为“三喵军团”,没有一位超级球星但是却一路走来,昨晚又凭借团体作战的两粒头球,时隔28年后再次进军世界杯四强。而此前,拥有当今世界足坛顶级巨星的阿根廷、葡萄牙、五星巴西都相继回家了。无论这支英格兰队在本届世界杯后面的赛程战绩如何,他们团体作战的精神将永留绿茵赛场。和世界杯一样,聚变研究靠的也是团体作战。 

  秉承“甘于奉献、团结协作、锐意进取、争创一流”的所训和大科学文化精神,一代代等离子体所人自强不息,不忘建所初心,传承聚变基因,科研成果频引世界瞩目!祝愿等离子体所:明天更美好!祝愿中国聚变:旭日东升! 

    

  2018.06.25 - 07.08写于EAST实验间隙 

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  后记:构思这篇征文之初,我并没有想好该起个什么样的题目。前几天我哥微信给我发来了几张农村老家的照片,老屋门楣上方刻着的四个大字“旭日东升”映入了我的眼帘,那是我3岁那年家里建房时,父亲请村里小学的老校长书写后在水泥上刻出来的。许是回老家的次数太少了,我竟然忘记了“旭日东升”四个字伴随了我的整个童年,虽然我现在每天都在从事聚变这项“旭日东升”工作。不忘聚变初心,重拾童年记忆,因此题目使用了“聚变在我心,旭日定东升”。 

 

 

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