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受控热核反应的科研基地(1)

范佑良 整理

核工业西南物理研究所筹建于1965年,1970年正式成立,位于四川省乐山市境内的岷江、大渡河、青衣江汇合处,占地44公顷,总建筑面积17万多平方米,有固定资产约1亿元,职工2100多名,设有1个研究部和17个研究室。

建所以来,前期重点是进行实验装置的研究和建造;后期则以等离子体物理实验研究为主。经过20多年的艰苦努力,研究所已在中国核聚变领域成为技术力量最集中、设备最齐全,以受控核聚变基础研究为主,核聚变中间技术应用研究并举的综合基地。其实验工作已相当于20世纪70年代国际先进水平,理论研究达到了国际上20世纪80年代初期的水平。现正深入系统地开展一些物理问题的研究,实验水平将进一步提高。

世界上蕴藏的石油和煤等化石能源,在将来的某一天会消耗殆尽,到那时若没有充足的新能源来代替,人类社会的发展将受到严重的影响。而该所从事的受控核聚变研究,正是使人类获得理想能源的重要途径,即设法将氢弹爆炸时的核聚变反应变成可以控制的过程,从而使其释放出来的巨大能量为人类利用。一旦实现,地球上含有丰富聚变燃料的海水将成为取之不尽的能源库,至少可供人类使用上百亿年。这对于经济、科技的发展和国防建设都具有十分重大的意义。

受控核聚变,是目前世界科学技术的尖端主攻课题之一,探索性强,涉及面广,技术难度大,需要许多掌握尖端技术的人才的不懈努力才能完成。多年来,这个所在科研工作中造就了一支多种学科和专业的技术队伍,形成了雄厚的技术力量。据1987年统计,研究所拥有900多名各类专业技术人员,其中科研技术人员740人,包括高级科技人员110多人和中级科技人员300多人。他们在环流器、磁镜、快脉冲放电收缩、仿星器等多种途径上,对受控核聚变进行了探索性的研究与实验,从中开发并掌握了许多技术。这些技术主要有:

一、高压大电流技术:高压大电流脉冲技术,高压、高稳定度脉冲电源的设计制造,稳态高压、超高压电源的设计、安装和调试等。

二、真空技术:大体积超高真空的获取技术,超高真空测量和检漏技术,物体表面分析技术,离子溅射真空镀膜技术。

三、低温深冷技术:液氦、液氮生产技术及远距离运输技术,低温材料研制及力学性能测试,大、中、小型冷冻库设计、安装和调试,气体分离技术。

四、超导技术:各种类型超导磁体的研制,超导磁体的失超保护,超导线材接头性能测试等。

五、离子源技术:能量和流强的离子源技术,离子注入金属材料改性技术。

六、强磁场技术:超导、常规强磁体设计,脉冲、稳态强磁场建立与测量。

七、微波技术:微波测量技术,各种功率微波源设计制作,波导元件生产。

八、等离子体技术:各种类型等离子体源的设计建造,等离子体参数测量技术,核聚变实验装置设计,低温等离子体应用技术研究等。

九、光谱、光电、激光技术:从可见光到x光各种波长的光谱光电技术,真空紫外波段透过率的测量,元素定量快速分析系统的研制,成套激光器研制。

此外,研究所还拥有电子应用技术、计算机技术、声像技术以及各种非标准成套设备和零部件的加工技术。

在上述技术当中,研究所在大功率高压强电流技术、超高真空技术、超低温和超导技术、强磁场技术、等离子体诊断测试技术等尖端技术领域处于当时国内先进水平。

建立在这些技术基础之上的科研工作,从1976年开始至1985年,取得了科技成果1081项。其中,获全国科学大会奖9项,国家级技术进步奖1项,国防科工委重大成果奖38项,四川省科学大会奖19项,核工业部科技进步一等奖和四川省重大科技成果奖各1项。这些获奖成果全都达到了当时国内或国际先进水平。如:具有广泛应用领域的新型全自动数字真空计,优于法国、瑞士等国的产品;300千伏3安培直流高压稳压电源,是国内同类装置中最大的一套;测量低温温度计磁阻效应的低温恒温装置,为国内首次研制成功;超导线焊接接头电阻测量系统,测量精度达国际水平;4.2K拉伸装置,是中国第一台用于工程样品的超低温拉伸装置,用于做金属和非金属材料在高、低温条件下的万能试验和弹性模量的测试,已试验获得的数据填补了国内材料低温性能数据的空白。有的成果还为1980年中国向太平洋发射远程运载火箭做出了积极贡献,受到国务院和中央军委的嘉奖。

实验装置是进行受控核聚变研究的关键工具,是物理思想和热核工程技术的综合体现,装置上获得的成果和达到的指标,反映受控核聚变研究的水平。因此,该所自筹建开始,就围绕设计建造实验装置进行科研。至1985年末已建成和启动了中小型实验装置16个,拥有一整套国内先进的诊断设备和工程试验设施,各种设备总数达6774台,其中进口设备405台,具有国际先进水平的154台、国内先进水平的290台。