East & Red

EAST基本情況

一.基本情況為了在近堆芯的高參數條件下研究電漿的穩態和先進運行，深入探索實現聚變能源的工程、物理問題，電漿所在成功建設中國第一個超導托卡馬克HT-7的基礎上，提出了“HT-7U全超導非圓截面托卡馬克裝置建設”計畫。為使國內外專家易於發音、便於記憶同時又有確切的科學含義，項目的名稱在2003年10月正式由HT-7U改為EAST。EAST由實驗“Experimental”、先進“Advanced”、超導“Superconducting”、托卡馬克“Tokamak”四個單詞首字母拼寫而成，它的中文意思是“先進實驗超導托卡馬克”，同時具有“東方”的含意。EAST裝置是我國自行設計研製的國際首個全超導托卡馬克裝置（右圖），其主要技術特點和指標是：16個大型“D”形超導縱場磁體將產生縱場強度 BT = 3.5 T ；12個大型極向場超導磁體可以提供磁通變化 ΔФ ≥ 10 伏秒；通過這些極向場超導磁體，將能產生 ≥ 100萬安培的電漿電流；持續時間將達到1000秒，在高功率加熱下溫度將超過一億度。EAST裝置的主機部分高11米，直徑8米，重400噸，由超高真空室、縱場線圈、極向場線圈、內外冷屏、外真空杜瓦、支撐系統等六大部件組成。其實驗運行需要有大規模低溫氦製冷、大型高功率脈衝電源及其迴路、大型超導體測試、大型計算機控制和數據採集處理、兆瓦級低雜波電流驅動和射頻波加熱、大型超高真空、以及多種先進診斷測量等系統支撐。學科涉及面廣，技術難度大，許多關鍵技術在國際上尚無經驗借鑑。特別是EAST運行需要超大電流、超強磁場、超高溫、超低溫、超高真空等極限環境，從芯部上億度高溫到線圈中零下269度低溫，給裝置的設計、製造工藝和材料方面提出了超乎尋常的要求。EAST的建造具有十分重大的科學意義，它不僅是一個全超導托卡馬克（左圖為托卡馬克示意圖），而且具有會改善電漿約束狀況的大拉長非圓截面的電漿位形，它的建成使我國成為世界上少數幾個擁有這種類型超導托卡馬克裝置的國家，使我國磁約束核聚變研究進入世界前沿。在裝置建成後的10-15年期間，能在裝置上對建造穩態先進的托卡馬克核聚變堆的前沿性物理問題開展探索性的實驗研究，並使中國在人類開發清潔而又無限的核聚變能的領域內做出自己應有的重大貢獻。 EAST的大小半徑雖然只有國際熱核聚變試驗堆（即ITER）的1/3和1/4（右圖為ITER示意圖），但位形與ITER相似且更加靈活 ，而且將比ITER早10-15年投入運行。EAST是一個近堆芯高參數和穩態先進電漿運行科學問題的重要實驗平台，它將是在ITER之前國際上最重要的穩態偏濾器托卡馬克物理實驗基地。二.建設目標EAST是基於上世紀末托卡馬克最新成果而設計的，它的目標就是針對近堆芯電漿穩態先進運行模式的科學和工程問題。作為HT-7的下一代升級裝置，EAST裝置不僅規模更大，其獨有的非圓截面、全超導及主動冷卻內部結構三大特性，將更有利於探索電漿穩態先進運行模式，其工程建設和物理研究可為ITER項目的建設提供直接經驗。EAST將是未來十年唯一能為ITER提供長脈衝穩態先進運行高參數非圓電漿平台的實驗裝置，將會在發展穩態高性能電漿物理的科學研究計畫中處於世界前沿地位，進而為支持ITER和聚變能發展作出貢獻。

EAST項目進展

1993年10月，以歐共體聚變部名譽主任帕侖布教授為首的來自國際上各大核聚變實驗室的12位著名聚變科學家，對電漿所當時正在建設的HT-7超導托卡馬克裝置和研究所聚變研究發展戰略進行了評議，電漿所在會上第一次提出分三階段實施聚變科學研究的計畫。1994年底，中科院基礎局邀請6位院士和8位專家在合肥召開了“HT-7U超導托卡馬克計畫座談會”，HT-7U計畫首次較正式提出。1996年初，部分兩院院士在北京京西賓館對“九五”國家重大科學工程項目進行初步評估，HT-7U裝置建設第一次得到國家級專家的贊同並被列入前十位項目中。1997年6月，國家科技領導小組批准中國科學院關於“HT-7U大科學工程項目立項”的申請，該項目正式進入國家重大科學工程項目的立項操作程式。1997年10月，國家計委委託中科院主持召開“HT-7U工程項目建議書專家評估會”；該項目的建設方案和計畫獲得與會專家的好評。1998年4月10-11日，HT-7U正式通過了國家計委委託中國國際工程諮詢公司主持召開的HT-7U項目建議書專家評估會的評估論證。1998年7月8日，國家計委正式批覆HT-7U項目建議書（計投資1303號文），同意由中國科學院主持，中科院電漿所承擔國家重大科學工程項目“HT-7U超導托卡馬克核聚變實驗裝置”的建造，投資1.65億元。1998年10月，HT-7U可行性研究報告通過了中科院基建局主持的專家評估會。1998年12月，HT-7U可行性報告被批准。1999年10月，HT-7U擴初設計和概算被批准 。2000年10月，國家計委正式批准HT-7U開工建設（計投資1656號文）。2000年11月4日，來自俄羅斯的2號制冷機經過一年的改造，在為超導線圈實驗供冷的首輪調試中一次獲得成功。4日凌晨1時，制冷機降至氦液化溫度並生產出液氦。2001年5月31日，HT-7U主機的兩個大部件--外真空、真空室本體的外協加工契約舉行了簽字儀式（右圖），標誌著HT-7U主機正式進入加工製造階段。2001年8月20日，HT-7U電流引線裝入實驗杜瓦（左圖）。2001年8月22日，HT-7U縱場線圈的重要加工設備—XK2425/IB數控龍門銑 （武漢工具機廠提供）經過安裝、調試，成功通過驗收（右圖）。縱場超導磁體的最外面是一個設計尺寸精度高，體積大、超薄、槽深、全焊接的大型D形截面線圈盒。通過外協單位加工的線圈盒焊接毛坯件在放入一次VPI處理的縱場線圈後經過封焊，將在數控工具機上進行精加工。2001年8月26日，HT-7U的600米CICC啞導體試製成功。2001年10月29日，HT-7U大型超導模型線圈（左 圖）實驗成功。22日晚7:00超導實驗系統開始降溫，27日2:20進入超導狀態，14:00模型線圈達到接近工作溫度的5.5k，14:20模型線圈開始進行多種模式的加電流實驗，28日連續進行的大電流、較大電流變化率等實驗均獲得成功，各系統工作狀態基本正常。2001年11月27-28日，經過現場測試，VPI-1000型環氧樹脂真空-壓力浸漬設備（右圖）已達到並優於契約規定的各項技術指標，順利通過設備驗收。2002年2月6日，HT-7U第一餅1：1的代用料縱場線圈繞制完畢（左圖）。2002年3月11日，HT-7U第一根用於超導縱場線圈的604米的CICC導管順利誕生。20日該導體壓方成型（右圖）。HT-7U需要生產58根，長32公里的導體，共有2900多個接頭。為了確保接頭質量，使用了六種檢測方法(X光、超聲、著色、內窺鏡加塞規、真空檢漏和打壓)，嚴格按要求逐一對接頭進行檢測。為解決纜線從要求1毫米間隙的600米長管中穿過，特別設計了一種小直徑的拉繩卡頭，獲得了國家專利權。CICC導體預壓成形的工藝通過不斷摸索實踐，最終達到了0.1毫米的尺寸控制精度。2002年4月3日，HT-7U超導中心螺管模型線圈成功脫模，標誌著中心螺管模型線圈VPI成功結束。2002年4月9日，HT-7U第二根600米CICC導體完成穿纜後順利壓方成型。2002年7月13日，龍門結構CICC導體予彎成型機已開始繞制TF002A線圈（左圖），它可與懸臂結構成型機同時進行繞制，繞線進度能提高一倍。2002年8月21日，繞線車間第一條生產線的懸臂結構CICC導體予彎成型機上的TF001B下線。8月27日，第二條生產線的龍門結構CICC導體予彎成型機上的TF002A線圈下線（右圖）。2002年12月9日，HT-7U超導線圈VPI設備—4200型環氧樹脂真空壓力浸漬設備通過驗收（左圖）。這套為HT-7U專門研製的設備，是國內第一套集真空、壓力、澆注功能於一體的VPI設備，是國內目前最大的真空壓力澆注設備，也是同類設備中技術要求最高、技術含量最高的VPI設備。它具有高真空度，較先進的薄膜脫氣，安全、易控、均溫的導熱油加熱系統和性能可靠，自動化程度高的液壓、錯齒、氟橡膠密封結構。該設備在瀋陽出廠前已進行了嚴格的檢驗，並獲得了壓力容器合格證。2003年3月16日，HT-7U縱場啞纜線圈完成VPI固化（右圖）。2003年5月12日，HT-7U第一個縱場線圈VPI處理成功。VPI處理成功後的縱場線圈，外觀規整，色澤透明。其整體性，絕緣強度，尺寸誤差等完全符合設計要求。2003年5月12日，HT-7U取得了重大進展――第一個超導中心螺管原型線圈（左圖為電腦設計圖）成功通過性能測試。中心螺管線圈是HT-7U最關鍵的部件，其作用是通過快速磁通變化產生初始階段的電漿電流。“五一”期間在實驗杜瓦內安裝連線了超導中心螺管線圈。6日實驗系統開始降溫。11日達到超導工作溫區後開始了性能測試。由於性能測試必須在快速變化的大電流條件下完成，對失超保護技術、電源及其控制技術、低溫、真空以及測量等都提出了很高的要求。12日完成了全部預期的性能測試，獲得了一系列鼓舞人心的重要結果。實驗顯示極向場電源系統完全達到設計要求，為未來HT-7U裝置的成功運行奠定了堅實基礎。這次實驗的成功表明HT-7U難度最大，最具挑戰性的超導中心螺管線圈已經全面達到了設計要求。2003年6月30日-7月7日，HT-7U成功進行了縱場原型線圈超導電磁性能、機械性能、熱工水力性能測試（右圖）。經過100小時的降溫，線圈成功進入超導狀態。此後模擬HT-7U裝置縱場的工作條件，分別進行了縱場原型線圈在14.3千安和16千安電流下的超導實驗，並在6.8K溫度下測試了該線圈的失超電流。結果顯示，線圈的性能達到設計參數，完全滿足未來HT-7U運行的要求。HT-7U的縱場線圈外形為D型，共16個，沿環向排列組成縱場線圈系統，提供穩定的環形磁場以約束電漿。2003年7月28日，HT-7U超大型的第3台繞線機正式投入生產（左圖）。2003年8月7日，HT-7U的TF005超導磁體開始性能測試實驗。2003年10月，項目名稱由HT-7U改為EAST。2003年10月10-11日，25名來自英、德、美、日、俄、法、印等國的著名聚變研究所所長和國際聚變研究組織負責人以及“國際熱核聚變試驗堆”計畫負責人組成的國際顧問委員會對EAST進行了考察評估。專家們認為：EAST將是一個對世界聚變研究產生重要影響的先進科學設備、是世界上第一個同時具有全超導磁體和靈活的冷卻結構的托卡馬克，能實現穩態運行。EAST是中國聚變研究向前邁出的一大步，使中國新一代聚變研究人才的培養取得了巨大成功。EAST具有先進的電漿形狀(非圓截面)、偏濾器功率和雜質處理能力，能開展穩態條件下的關鍵物理和工程問題研究，與聚變堆和ITER的建設直接相關。2003年10月15日，EAST第一個極向場大線圈完成繞制。2004年3月2日，EAST第一個極向場大偏濾線圈完成繞制。2004年3月30日，EAST極向場超導大線圈的真空壓力浸漬獲得成功（左圖）。這是一項高技術、高難度、高風險的創新性工作，屬國內首創。該項目的研製成功，標誌著EAST大科學工程重大技術難題又一次獲得突破。2004年4月1日，EAST首件縱場超導磁體通過專家評審組的驗收（右圖）。該大型D形超導磁體為EAST裝置的TF3號縱場磁體。研製過程中採用了多種屬國內創新性的關鍵技術和獨到工藝。經嚴格檢驗表明磁體質量優良,完全達到了設計指標要求。該磁體打研製填補了國內大型超導磁體的空白，為國際聚變界做出了重要貢獻。研究中取得的經驗和教訓，為以後的ITER(國際熱核聚變試驗堆)積累了寶貴的經驗。2004年6月12日，隨著最後一根管內鎧裝電纜超導導體(CICC)的收纜成功，CICC生產線高質量地完成EAST所需的全部CICC導體。2004年9月2日，由蕪湖造船廠研製加工的EAST的核心部件、超導磁體最重要的結構部件之一--超導縱場線圈盒焊接坯件通過了驗收。蕪湖造船廠已經完成了所承擔的EAST所有坯件的加工，比原計畫提前了4個月零10天（左圖為2002年6月18日縱場線圈盒在蕪湖造船廠正式開工）。經過多次成型和焊接工藝實驗，攻克了316LN超低碳高氮無磁不鏽鋼的大面積施焊、大型複雜輪廓焊接組件的焊接應力消除及變形控制等大量的重大工藝技術難關，填補了國內的空白，達到了國際先進水平，對EAST的建設做出了重要貢獻。2004年9月底，EAST按工程進度要求高質量完成了全部34個縱場線圈，7箇中心螺管線圈，4個極向場大線圈，4個偏濾器線圈和2個試驗線圈，總共51個大型超導線圈的繞制任務，線圈外形尺寸偏差小於1.5毫米，達到了國際先進水平。2004年10月14日，EAST組成的驗收小組赴上海鍋爐廠核化公司 ，對完成加工的EAST外真空杜瓦的中環、封頭兩組件的檢驗數據報告和表面處理狀況進行了檢查覆核（右圖）。驗收組認為，杜瓦兩組件的總體質量優良，達到了設計要求 ，尤其在視窗位置和分度等精度控制方面達到較高水平，同意驗收。2005年3月18日，EAST順利完成第九個TF線圈的套裝，開始第四組縱場線圈預組裝（16個TF線圈，共分四組預裝）。2005年8月22日，EAST重達15.7噸的中心螺管組件和重8.7噸的上部偏濾線圈安裝到位（左圖）。2006年1月，EAST完成了預總裝，2月20日進入抽真空和降溫、通電實驗階段。2006年3月13日21點55分，EAST第12號極向場線圈通電獲得成功（右圖為通電實驗波形圖）。本次實驗目的是檢測磁體、線圈盒、傳輸線等部分的熱工水力特性，失超檢測對極向場線圈補償調試，電磁測量系統調試，接頭電阻調試以及極向場電源控制系統最佳化等等。採集到的實驗數據顯示，12號極向場線圈首次通電的最大電流為1千安，通電時間為45秒，上升、下降率為50安/秒。實驗中對12號和14號極向場磁體共進行了22次通電實驗。參加本次實驗的有真空、低溫、極向場電源、縱場電源、技術診斷、電磁測量、水電供給、總控等8大系統，各系統不同程度地達到了實驗目標。次日起對其餘的極向場線圈分別進行通電實驗，成功後將進行極向場線圈整體通電實驗，並進行縱場線圈通電實驗。2006年3月17日，EAST完成了首次工程調試（左圖）。首次工程調試的主要目的是檢驗主機的性能以及相關分系統的能力，探索未來可行的運行模式，測量主機和主要分系統的關鍵技術參數，驗證各種安全保護系統的可靠性，為成功運行提供必要的數據和積累經驗。在調試中，最受關注的低溫調試和磁體通電測試獲得圓滿成功。在真空和低溫條件就位後，從3月13日到3月17日對縱場磁體和12個極向場磁體分別進行了260次通電測試。最長通電時間達到5000秒，最大電流達到8200安培，相對應的裝置中心場強已達到2特斯拉。總控系統、真空系統、低溫系統、數據採集系統、水冷系統、電源系統、裝置技術診斷系統、失超保護、真空磁位形測量系統、超導傳輸線、高溫超導電流引線、銅電流引線以及電漿控制系統運行正常，保證了通電測試的安全和成功。2006年9月26日，EAST在第一次電漿放電實驗過程中，成功獲得了電流大於200千安，時間接近3秒的高溫電漿放電（左圖），標誌著世界上第一個全超導非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置已在中國首先建成並正式投入運行。EAST開始轉入物理實驗階段，在全超導磁體穩定運行條件下，獲得了最大電流500千安、9秒重複放電、大拉長比偏濾器電漿等多項實驗成果。相關的設計理念和工藝技術創新還包括大型超導磁體的設計和製造、大規模超低溫製冷技術、任意可控的急劇變化大電流設備技術等都屬國內首創並達到了國際先進水平。2006年10月13-14日，EAST國際顧問委員會第二次會議在合肥召開（右圖）。29位來自國際熱核聚變試驗堆（ITER）計畫和歐、美、俄、日、韓、印等世界一流聚變研究機構的負責人及資深科學家參加了會議。會議聽取了EAST工程總論、工程進展、首次實驗結果和未來實驗計畫等報告，併到實驗大廳現場參觀了放電實驗和各子系統。國際顧問們對EAST工程的建設、系統改進、今後的實驗計畫和研究等進行了長達10個小時的深入討論， 所形成的會議報告指出：EAST是世界上唯一類似ITER全超導磁場設計的托克馬克裝置。委員會對EAST的高質量建設留下了深刻印象。在如此短暫的時間內自主完成設計、預研、建設和試運行，成就了世界聚變工程的一個非凡業績。這一傑出成就是全世界聚變能開發的重要里程碑。高功率加熱、電流驅動和更完善的診斷是EAST是未來深入研究計畫所必須的。這些計畫一旦實現，EAST將會在發展穩態高性能電漿物理的科學研究計畫中處於世界前沿地位，進而為支持ITER和聚變能發展作出貢獻。建議給予足夠的資源支持來儘快實現這些科學目標。2006年10月16-22日，被譽為“核聚變奧運會”的第21屆世界聚變能大會（IAEA）在成都舉行（左圖）。世界聚變能大會是國際核聚變研究領域的最高水平學術會議， 每兩年一屆，這是是第一次在開發中國家舉行。包括國際原子能機構副總幹事Burkart教授以及國際聚變研究理事會主席等在內的800餘位中外科學家參加了會議。以往的IAEA大會通常只有歐洲的JET，美國的DIII-D，和日本的JT-60U三個托卡馬克被列在第一節報告中。EAST總經理萬元熙在本次會議上做了首個報告（key note），可見國際聚變界對第一個全超導托卡馬克EAST的高度關注。報告結束後，全場起立熱烈鼓掌，這是聚變能大會歷史上的第一次。會議期間，眾多國外研究所與大學除了祝賀以外，紛紛表示了強烈地與EAST合作的意願，已達成了十多項雙邊合作項目並簽署一項雙邊合作協定。路院長的賀信指出：全超導非圓截面托卡馬克EAST核聚變實驗裝置實現首次放電實驗，標誌著EAST裝置工程實驗進入了新的階段，也表明了中國科技工作者有能力自主實現具有國際先進水平的大型科學工程實驗裝置的建設和運行。EAST投入實驗運行將為我國乃至世界核聚變研究提供了一座新的實驗平台 。2007年1月14日23時-15日1時，EAST連續放電四次，單次時間長約50毫秒，第二輪物理實驗開始。這輪實驗的主要目標不是追求放電時間的長短，而是旨在2006年獲得圓形截面電漿的基礎上獲得非圓截面電漿，具有重要意義。2007年1月29日，中國科學技術協會所屬的科技核心期刊《科技導報》評選的2006年中國重大技術與工程進展在北京揭曉，EAST裝置建成與“太行”發動機研製成功、秦山二期核電站通過驗收等14個項目入選。2007年2月15日，科技部基礎研究管理中心和中國科學技術協會學會學術部公布了2006年度“中國基礎研究十大新聞”的評選結果，EAST項目因具有原創性、新聞性和廣泛社會影響的代表性入選。2007年3月1日，EAST順利通過國家驗收。國家發展改革委在合肥主持召開了EAST國家驗收會（左圖）。驗收委員會聽取了項目建設情況、專家測試、專家鑑定和中科院的預驗收意見，審閱了有關專業驗收材料，並實地考察了EAST裝置，一致認為：項目技術工藝符合設計要求，裝置主機及其各子系統均達到或超過設計指標，成為世界上成功運行的第一個全超導非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置。項目全面優質地完成了建設任務，實現了預定的各項指標，同意該項目通過國家驗收。2007年4月10日，電漿所承擔的“中美托卡馬克先進運行模式聯合研究”項目通過驗收（右圖），核工業西南物理研究院參加了這個項目。驗收專家組審閱了項目結題驗收材料，聽取了項目執行情況的總結報告，並進行了現場考察和諮詢。專家組認為：項目全面完成了契約書的規定內容，達到了預期目標，同意該項目通過驗收，建議項目承擔單位堅持有效的國際合作方式，擴大合作領域，希望相關部門給予進一步的支持。該項目的實施有效地利用了美國磁約束聚變科學和技術資源，掌握了診斷、數值模擬和控制等關鍵技術，解決了制約我國磁約束聚變研究中部分瓶頸問題，提高了我國核聚變領域的技術和物理研究水平，縮短了與國際聚變研究的差距，並培養了一批磁約束聚變領域急需的人才，鍛鍊了隊伍，為更廣泛的國際合作打下了良好的基礎。2007年8月27日，EAST從俄羅斯ISTOK研究所低雜波系統末批KU-2.45型微波速調管成功通過驗收（左圖）。2007年12月3日，經過數月的努力，EAST內部部件改造已完成了加熱襯套、硼化水管、高場側單匝環固定支架等的安裝，進行了熱沉材料超聲探傷全檢，完成了在模擬1/16段工裝上進行熱沉支撐和模擬熱沉的試裝，熱沉冷卻水管的成型、開孔及轉接喇叭口的焊接，還完成了高場側、外靶板首件熱沉的加工，並陸續開展工藝評審和首件驗收，內部部件改造已開始進入總體安裝階段。2007年12月31日，EAST內部部件1/16段預裝工程通過了驗收。1/16段預裝採用1：1真實模擬EAST真空室內熱沉組件、冷卻水管安裝全過程（右圖）。本次預裝使EAST真空室內部部件改造安裝的工藝、工序、工裝、工具的合理性和實用性得到了驗證。2008年3月26日，中科院2008年度工作會議上傳來好訊息，EAST大科學工程研究集體榮獲中國科學院2007年傑出科技成就獎。2008年4月23-24日，ITER最重要的事務會議IO（International Organization）-DA（Domestic Agency）協調會在電漿所召開（左圖）。ITER國際組第一副總幹事Norbert Holtkamp及ITER項目辦公室主任Eisuke TADA等ITER國際組織高層代表主持會議，中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國的各DA方高層代表參加了會議。該會議是IO與各成員國的DA負責人進行重大事務溝通和協調的例會,會議通報和討論各重大設計更改和評審、通報和研究科技顧問委員會(STAC)和技術諮詢委員會(TAG)會議的建議，討論和準備向ITER理事會提交的報告以及討論了各國採購包的計畫進度、資源計畫、經費調整等事項。會議代表參觀了EAST裝置和正在建設的ITER CICC穿管線工程。2008年5月12日，在EAST裝置真空室內部組件安裝總體驗收會上，電漿所李建剛所長宣布EAST裝置真空室內部組件安裝全面勝利完成。真空室內部組件安裝涉及到九大課題項目，總計零部件五萬九千多件。安裝工程於2008年元月14日開工，5月8日結束，經過3個多月的艱苦奮戰，EAST裝置真空室內部組件安裝任務以其高質量、高速度圓滿劃上句號。這是EAST裝置建立以來第一項大工程。2008年12月3日，EAST內部部件第二次改造工程全面完成，順利通過驗收。各相關部門做了工作匯報，介紹了責任工程師和施工單位精誠合作、協力攻關，突破眾多工藝技術難點，制定出安全可靠、切實可行的解決方案並嚴格貫徹實施等情況。（右圖為改造後的真空室） 此次改造工程從10月13日開始，歷經53天，涉及機械安裝、真空檢漏、準直測量等多個學科，工程量大，技術複雜，在聚能公司、科燁公司、總體設計室、六室等部門的努力下，最終比計畫提前7天，優質高速地完成了這項光榮而艱巨的使命，為順利實現下一輪放電實驗爭取了寶貴時間，也為未來的聚變工程建設積累了經驗；此次內部部件改造不是簡單的安裝重複而是一場技術攻堅戰，在諸如防鬆緊固、位移測量、石墨瓦改造、拆裝維修等方面取得了重要突破，為未來的工作積累了寶貴的工程實踐。”與會專家對改造工程完成的質量和速度給予充分肯定，對改造過程中體現出的良好合作和協同攻關以及質量管理工作等給予了很高評價，同時對各方面的工作提出了希望和要求。會議通過了對改造工程同意驗收的驗收意見。2009年11月13日，EAST/HT-7低溫系統改造工程的子工程“液氮傳輸線改造工程”順利竣工，已成功實現液氮傳輸功能。改造後的液氮傳輸線跨度約150米（改造前約30米），傳輸線越長越容易產生氣堵、漏液、真空難抽等困難；改造後的輸液線最大落差將近10米（從地溝到橋架），落差大容易產生氣阻、液氮傳輸消耗大等問題。

EAST科研團隊

繼2006年9月首次成功放電後，我國“人造太陽”實驗裝置——位於合肥的全超導非圓截面核聚變實驗裝置（EAST）1月14日23時01分至15日1時連續放電4次，單次時間長約50毫秒，從而標誌著第二輪物理實驗的開始。 本報記者 保婷婷/攝聚變曙光耀東方一位長者，清癯，精瘦。然而，他的言辭卻讓人感受到其中的睿智與分量。2007年3月1日，為超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST在合肥進行國家工程竣工驗收的就是這位長者萬元熙。他代表EAST工程指揮部作了報告：與國外同類裝置相比，我們已建成的裝置使用資金最少、建設速度最快、自主創新最多。完全可以樂觀地預見，EAST的成功建造和運行，將為中國磁約束核聚變研究的下一步計畫奠定物理、工程技術和人才隊伍的堅實基礎！“未來高效聚變堆必須穩態運行，因此實現托卡馬克穩態運行的工程和物理問題成為托卡馬克的前沿研究領域；全超導托卡馬克是實現穩態運行最必要的工程技術基礎之一；世界上還沒有全超導托卡馬克；我們及時向國家提出了建造先進全超導托卡馬克計畫。” 萬元熙追溯。他的報告獲得熱烈的掌聲。蒞臨的國家發改委副主任張曉強稱EAST的建設成功，“是向和平利用聚變能邁出的重要一步，也是中國科技工作者對世界科技發展作出的重要貢獻！”“十年磨劍終成器，聚變曙光耀東方”，中國科學院常務副院長白春禮在致詞里，更是言簡意賅地作了點題。太陽發出的能量來自氫原子核。氫原子核相互作用，發生核聚變，釋放出光和熱。如果發明一種裝置，它不僅能承受上億攝氏度的高溫，還能控制氘和氚聚變穩定持續輸出能量，無異於發明“人造太陽”，為人類提供無限清潔的能源。受控熱核聚變反應的途徑之一，就是製造托卡馬克磁容器。科學家在該裝置上研究發現，可以把氘氚的聚變燃料加熱到幾億攝氏度的高溫區，然後發生大量聚變反應。“稱我們的EAST是人造太陽，可能會造成公眾的曲解。EAST進行的與未來聚變堆相關的工程和物理問題的探索性實驗研究，是要為未來穩態、安全、高效先進聚變堆的物理和工程技術基礎作貢獻，但要建造在地球上的受控熱核聚變反應堆或核聚變電站，能像太陽一樣通過核聚變反應放出能量，進而實現商業化發電，那大約是50年後的事。”萬元熙實事求是地解釋。EAST是英文Experimental Advanced Superconducting Tokamak（實驗的、先進的超導托卡馬克）的縮寫，原意“東方”。它從1998年國家批准立項到今天通過驗收，如吸收天地山川之精華，今天才噴薄於東方的地平線。中科院電漿物理研究所的團隊通過10年頑強拼搏，正在托起和明天一樣輝煌的太陽。萬元熙：老驥引領“新潮流”雖然年齡68，萬元熙心態依然年輕，“我提出很多大膽的改革思路，年輕人說我不像是位老同志。我引領‘新潮流’，是所里第一個貸款買車的。”天柱山，“自己開車想上哪就上哪，多自由、多瀟灑呀！”早年所里分房，萬元熙廢除了領導加分的老規定，根據所里未來的發展需求，把全所人員分成不同的群組，按其對所里的貢獻打分，誰分數高誰就優先挑選房子，“民眾有自己辨別是非的能力，比如李建剛所長當時還只是個小年輕，打分下來他排隊很靠前，自然就分到了房子，現在也確實證明了他是研究所的中堅力量”。萬元熙認為骨幹隊伍的穩定和凝聚牽一髮而動全身，要靠感情動人、待遇留人、事業凝人。“1995年，所里遴選出15位大家公認的學科和技術帶頭人，給他們每人發一張銀行卡，每個月打進1000元錢。當時研究所經濟拮据，造成一些人才因囊中羞澀而流失，我們採取這一措施是痛下決心。一些骨幹拿到這1000元錢，說這樣要‘玩命’時在老婆孩子面前也硬氣了。”和諧社會，應該人盡其才，才得其酬。“既然我是所長，就得對決策承擔責任。關鍵崗位上的熟練技工收入能否比研究員還高？關鍵要看他對研究所發展的貢獻。誰要吊兒郎當我也會拍桌子，當然事後我也會道歉。‘上山下鄉’那年月我啥苦頭沒吃過？我與任何人都可以很好地溝通。”“理論物理講究做事出發點不能錯，工程要為物理研究服務，不要本末倒置，因強調工程的難度而影響實驗。所有工作都要落到實處，二級項、三級項，談得再漂亮也不行，先跟我談零級項。一定要先判斷出最清晰的需求。”聽萬元熙這么“強硬”的口氣，誰能相信他是胃切除4/5，至今還留有心肌梗塞病灶的人？“很多決策包含著風險，如果硬要給我上綱上線，可能我就犯錯誤了，若不給我上綱上線，人家就說我英明決策。” 萬元熙笑曰。早在20多年前，萬元熙就參加過托卡馬克的國際會議，“以前我們與已開發國家有很大差距，出國口袋裡沒有一點錢，根本談不上社交”。2006年10月在成都舉行的國際聚變能會議，萬元熙作了開幕式上的第一個報告，題為Overview of Progress of EAST Project and Future Plan。按過去的慣例，這一般都是由世界上最先進的聚變研究所作報告。報告結束後大家熱烈提問，第二個提問的是美國教授Goldstone，他過去參加國際大會都會坐在第一排，都會提出非常尖銳的問題，但他這次卻站了起來說：“我建議我們全體起立，為中國的EAST熱烈鼓掌祝賀！”在國際聚變能的類似大會上，以前還沒有發生過700多位與會代表一起，為某項科研成就的取得熱烈鼓掌，這次大家卻為EAST的成就共同鼓掌充分說明，我國科學家已成為該研究領域的VIP。過去托卡馬克裝置多半是圓截面，但後來理論證明非圓截面的效果更好。萬元熙生平作的“最冒險”決定，就是要做全超導、非圓截面托卡馬克。“我的冒險有理論根據。一是世界上已經有模型線圈作了相關實驗，證明托卡馬克可以承受一定量的快速磁通變化；二是物理上也有其他可採用的辦法，能夠用來降低超導托卡馬克對其快速磁通變化的要求。就像是走路，如果前頭是一面牆，人肯定穿越不過，但即使前面只有一條小路，人也能夠通過，如果這面牆是紙糊的，人就很容易穿越。”武松濤：陽光十足地“修行”武松濤是電漿所副所長，EAST的裝置主機負責人。“我1983年華中工學院畢業，專業是光學工程，如果始終停留在原有專業就走不到今天。大學只能是‘師傅引進門’，工作上‘修行’的道路更漫長，要在電漿所乾好就必須懂得聚變，到處找這方面的書自學。”武松濤找到一本《受控熱核聚變實驗裝置概論》。油印講義因年代久遠已卷邊發毛，但扉頁上“中國科學技術大學四系”“一九七九年十二月”字樣尚清晰可辨，“不記得當時是向誰借的，它只有上本沒有下本，我得到後如獲至寶，通宵達旦地看了好幾遍。”武松濤參與聚變實驗裝置建設是在1990年。他寫的《HT-7主機改造工程的組織、協調與管理》發表在《科研管理》上。HT-7裝置建造成功後又及時提出建造超導托卡馬克EAST裝置。“中科院希望能有年輕的科研人員參與項目，所領導到院裡匯報工作有年輕人他們就高興，如果只是所領導自己，院領導就苦臉相對。我介入裝置總體設計，跟著霍裕平、萬元熙、翁佩德幾位老領導跑，他們都比我大20歲左右。我參加了院裡及國家組織的幾十次項目方案論證，我作總體方案這部分報告。有關部委領導看了HT-7U（EAST原名）都說，項目本身不錯，但工程要持續那么久能否做到後續有人？大科學工程給了我成長的機會，我感謝老同志對我的信任和培養。”武松濤一步一個腳印走了過來。“我們腦子裡已逐漸把裝置各個關鍵部件的結構清晰化，從1998年到2001年，我們每年出一本裝置設計的文集，既作為文獻把工作記錄下來，也給大家增加點壓力，思考未來的發展戰略。文集的序言都是我自己寫。”聽說用2000萬美元就要建造全超導核聚變裝置，國外沒人相信，國內質疑的聲音也不絕於耳。每次方案匯報和論證都像是舌戰群儒，就是在這樣的不斷磨礪中，武松濤得到了鍛鍊成長。武松濤巧妙地藉助國際合作平台，為承擔EAST接著搞“熱身”。為合作夥伴美國德克薩斯大學核聚變研究中心設計製造新型電漿物理實驗裝置，他帶領五人的一個小組，前後用了兩年時間，圓滿完成了經費125萬美元的合作項目。“這是我國首次以技術方式向已開發國家輸出托卡馬克聚變系統。美國能源部對這一成功合作也很滿意，稱它是中美核聚變合作的新型的方式。它也是迄今為止中美聚變界最大的國際合作項目，對提高我們的自信心起到很大作用。”2002年12月，武松濤因為一天到晚不停地工作，突然嗓子疼得厲害，幾天之後乾脆成了“啞巴”，醫生診斷患了急性扁桃體炎，要他立即住院動手術。那時EAST正處於建設的關鍵期，他除了到醫院打點滴，每天照常上班。無可奈何的醫生只好在他病歷上作了“病人拒絕住院”的記錄。“這在我們團隊根本算不了什麼。‘保證星期六不休息，星期天休息不保證’是我們不成文的作息守則。”武松濤說，“平時我總給人很陽光的感覺，但記得EAST立項一年多時，有一次我召集每周一次的全體例會，因為項目推進得很慢而帶來壓力，我忍不住說：如果項目延緩進度或者出了差錯，我們不但愧對前輩，也愧對國家！當時我不由自主地哽咽了。大家好幾分鐘不說話，都感到我的動情之處，會後對我說，他們能體會我的壓力，大家會同舟共濟。”2006年9月28日，EAST首次成功獲得高溫電漿放電向媒體開放，李建剛所長找了武松濤一下午，想把他推向“前台”接受採訪，但武松濤卻如同“蒸發”了一般，“我在辦公室，把衣服疊作枕頭就躺在沙發上睡著了。從吃午飯後一直睡到傍晚。我將手機關掉，哪裡也不想去”。“大學同學畢業後曾聚會過兩次，他們大多都已改行，其中經商的居多，目前還在搞科研的除我之外可能僅有一位同學。同學聚會問我怎么搞到聚變工程上來，還調侃說我是最有可能當院士的人。”武松濤笑了笑說：“眾所周知，大科學裝置的建造周期一般都很長，如果一個人耐不住寂寞，幹不了那么長時間，就像跑馬拉松運動員沒有毅力似的，中途就會自行被淘汰出局。”潘皖江：關乎“大腦毛細血管”在EAST團隊中，潘皖江主要負責裝置絕緣結構的設計以及絕緣子的研製。武松濤等早年在外國參觀過托卡馬克的絕緣子，但外國根本不願意透露研製技術，每個絕緣子報價高達1400~1600美金，如果EAST需要600個絕緣子，就意味著僅此一項的花費就需要約90萬美金。1997年夏天，由武松濤出面遊說，校友潘皖江就被趕上了架。潘皖江1989年華中工學院金屬材料及熱處理專業畢業，在電漿所研製中心工作的幾年裡，也參與過一些絕緣材料的研製。從俄羅斯T-7上拆卸的絕緣子，陶瓷材料不符合EAST裝置的要求，他們想在國內尋找合作夥伴做絕緣材料，但相關單位不是因為工藝不能解決，就是因為經濟效益的考慮，都不願揀超導體絕緣材料這個“燙手的山芋”。當時31歲的潘皖江雖然還缺乏歷練，但逼上梁山，只好自己做複合材料。“高大明老師去國外訪問時拿回一個樣品，我們把它當寶貝似的，小心翼翼地不敢動，充其量是用X光為其拍照，但後來測試出它是壞的。詢問外國的絕緣子價格，不僅貴得嚇人，還不讓測試性能。”萬元熙打過一個形象的比方，EAST里用的絕緣子就相當於人體大腦的毛細血管，哪怕其中一個毛細血管破裂，人可能就會腦癱瘓。所以，600多個絕緣子都要嚴格要求質量、嚴格加以測試。“絕緣子前後研發了3年，自己做了兩年。我們只能自力更生，在實踐中摸索著乾。”潘皖江輕描淡寫地，一句話就帶過了10年的歷史。潘皖江原創的“金點子”，是提出“液態樹脂低溫氦密封電流引線”的辦法。EAST在2006年初第一次調試，所有引線都發現電流引線外漏的情況。問題如不及時解決，可能導致超導磁體損毀，從而導致整個裝置失效。萬元熙和武松濤認為潘皖江提出的想法很新穎，值得嘗試。從下午五點鐘開始做，到七點半就出效果，從根本上解決了EAST的真空問題。“其他人可能受所學專業局限，想用強度很高的材料將外頭的引線固化住，我是求異思維。”潘皖江還是輕描淡寫，“後來開總結大會，萬元熙總經理說我的主意不錯，應該‘重獎’，給了我1500元的額外獎勵。”EAST第二次調試低溫超導出現了內漏，大家又想到了潘皖江。他採用真空管，兩天就解決了問題。在EAST的工作中，潘皖江等人摸索出的一些新工藝、新方法都在申請專利之中，“很多人在跟蹤我們的技術。我們研製絕緣子的成功率也很高，對外說我們的成功率達到90%，人家一般不相信，怎么可能那么高呢？我還沒好意思跟他們說，我們的成功率甚至高達99%呢！”高大明：抓質量就是“摳問題”EAST的主要構成部分是超導磁體，為了節省項目經費，本來已和美國的一個科研機構商談提供超導或電纜，但因李文和事件的突發使得這一合作可能中斷。考慮到蘇聯因為解體，大加速器項目暫時擱淺，於是合作的指向自然掉轉到俄羅斯。主管設計的副總經理翁佩德與俄羅斯聯繫，對方說倉庫里有很多超導股線，但是放置的時間很長了，性能究竟怎么樣不好說，但可以便宜點賣。“柳暗花明又一村”，讓大家眼前一亮。時值2001年春節前夕，所里趕緊組織8個人兵分兩路，一路由陳灼民帶隊，一路由高大明帶隊。陳灼民等人在塵封的倉庫里，除了要把所有超導股線一團一團地全部倒出，還要測試每團線的3R性能。超導絲團和車輪子差不多大，他們足足折騰了三四個月，總算挑出4500多根、20噸參數能匹配的超導股線。最後，高大明坐鎮指揮另一路兵馬，在電纜研究所將這些超導股線絞纜。運回國內的成型電纜都是600多米長，最終用較少的錢買回了EAST重要的也是合格的材料。此前，高大明和EAST研究中心主任陳思躍考察俄羅斯電纜所發現，該所雖然生產過800米的銅纜，但僅僅是驗證工藝，從來沒有連續、滿負荷地生產過批量的超導導體。由於穿管導體內部充滿液氦才能實現超導，必須對套管焊縫質量提出嚴格要求。超導導體的鋼管焊接需要很好的技術，沒有焊透不行，若焊得太透鋼管就會鼓出一團，按什麼標準來控制呢？高大明來回摳問題，總算得到一些比較關鍵的技術標準。2001年8月26日，600米穿管超導導體（CICC）生產線建成，並成功生產出第一根銅纜導體。EAST所有超導磁體需要的導體都由這條生產線生產。從俄羅斯高能所購買的0.85毫米直徑的超導股線，按照設計絞製成直徑約20毫米的超導電纜，在這條生產線上穿入用特種高強度不鏽鋼管焊接成的長達600米的套管。在總工藝師高大明指導下建成的CICC生產線，為EAST的超導磁體繞制、超導磁體實驗等奠定了基礎。“嚴格管理是我們團隊的特點。搞大科學工程本身就有很大風險，必須建立嚴格的質量管理體系。ISO9000標準的核心就是要檔案化，實行過程控制，防患於未然。2000年底我們終於建成了EAST的質量管理體系。”高大明說。高大明1978年從東北第一機械廠調來，“那時正是‘科學的春天’，受我們這個年齡段的人的理想主義教育影響，我就想扎紮實實為國家作貢獻。搞大科學工程不像是在居里夫人時代，兩三個人在地下室晃一晃化學瓶子，或許就可以搞出成果，我們EAST團隊最注重的是團結協作。”高大明介紹說，“現在參加國際ITER計畫，因為我們有全過程搞超導托卡馬克裝置的經驗和技術積累，在國際舞台上說話的聲音也響亮了。”“我們的學生在國外，別人問起EAST怎么做，他完全可以應答如流。過去已開發國家與我們合作純粹是為了省點加工費用，現在我們EAST的整套經驗對它們有用。”高大明打了個比喻，“這就像一位研究生雖然考試只七八十分，但和一位小學生考試得一百分，水平肯定不在一個檔次。”吳傑峰：施工現場“魂牽夢繞”在俄羅斯轉移的T-7上作物理實驗，必須作許多技術改造。如它要多開視窗，才能實現ECRH、離子迴旋等輔助加熱；要了解電漿的參數，必須要有相應的診斷視窗、實現抽真空的抽氣視窗。總共要開100多個視窗。吳傑峰1988年7月華中理工大學機械工程系畢業，就被分配到電漿所的研製中心，他早年當過焊接項目負責人，現為研製中心主任。“真空室視窗原來只有12個，要改造到48個。管道共有3000個接頭需要焊接，有一個產生漏焊、虛焊都非常可怕，氦氣就可能跑到真空里，使外杜瓦變成大冰塊。為把好質量關，我經常要鑽進真空室，744毫米的直徑，操作的焊工在這狹小的空間裡頭，無論仰焊、側焊、橫焊，都比較困難。”超導線圈繞制是全新課題，高大明1998年帶著吳傑峰等出國考察線圈繞控，1999年就自主研發出了“替代材料管內電纜導體”，接著繞制出D型線圈。“鎧裝導體的無張力連繞技術”獲得了發明專利，繞線機獲得了新型設計專利。2002年2月做出第一條真正的超導導體，2003年8月做完58根、總共34公里的鎧裝電纜導體，“我們在現場抓質量和進度，最初40天做成一根導體，後來5天就能做成一根，一是技術操作大家已經熟練，二是批量生產採用了計件式的管理。一年半做完全部58根導體，是目前在國際上做得最多、速度也最快的。”做EAST的超導磁體非能等閒視之。首先要建特種繞線車間、絕緣子真空壓力浸漬車間等。研製中心進行了諸多技術集成和工藝上的探索。超導磁體34公里共3500多個接頭，研製中心一次焊接合格率達到98%，超過了一級焊縫的標準。“從確保質量考慮，我們每次焊前都要試焊3次，連剛換了瓶氣體也要先試焊3次。”低溫容器的密封度要求高，研製中心採用了內窺鏡、滲透、超聲等6種檢測技術，“容器絕對不能出現泄漏。我們能想到的檢測方法基本都採用了，只要一個方法未通過就得重來。因為哪怕一個焊頭出問題，就可能陷入和別國的托卡馬克一樣尷尬的情況：真空上不去，低溫下不來” 。吳傑峰說，“檢測出了某些問題，無論是我還是焊接的工人，睡覺都不踏實，可能睡夢中會突然翻身起來，說：喔，問題是不是出在那裡！就趕緊披衣從家裡跑到現場。”白紅宇：科研路上的感情“流量”EAST有兩個大規模低溫超導磁體系統，超導線圈有好幾個流體通道，必須通過控制保證其流量的分配。超導磁體要在4.5K下運行，低溫製冷系統是冷卻超導磁體及保證磁體運行在工作溫度不可或缺的子系統。該系統不僅體積龐大，而且工藝技術複雜，“委託國外公司製造不僅時間周期較長，而且報價也相當昂貴，我們只好自己動手做”。白紅宇說。白紅宇“自己動手做”做得非常好。“低溫流量計先是買了個美國的，發現用它測量數據並不準，我們也自己動手做出來。”在EAST的低溫下傳統流量計已經“失靈”，也可以用超音波的辦法做，但先前國內沒有人做過，誰要做就要有條件去標定它。“因為EAST用的是循環的氦，在這樣條件下的流量計用戶太少，企業從經濟效益考慮認為得不償失，也就不願意做。我們自己做出來，不但可以做些對比，還可以標定，做出來非常準確。現也有用戶提出要我們為他們做這種低溫流量計。”白紅宇1993年西安交大低溫工程專業畢業，1997年考上在職研究生後剛上了一年，研究所聯繫到去德國進修低溫超導的機會，就把白紅宇作為“馬普學者”派去。正好趕上德國大型超導聚變實驗裝置的模型線圈測試，“本來我去那裡可以專門學習德語，但我想參加裝置測試的機會更難得，就放棄了”。“我從德國回來，是把德國的1.2千瓦制冷機經改造後用於EAST，還是自己研發大型製冷系統，大家最初有爭議，我認為1.2千瓦的‘小馬’拉不了EAST‘大車’，堅持要自己做制冷機。先是做到1.5千瓦，後來做到了2.4千瓦”。除了要把制冷機做好，還要做好冷卻對象，迴路設計還要考慮到合理設計液氦流量。白紅宇經過對國內外的多方考察，確定膨脹機從國外買；壓縮機用國產的；換熱器通過國內的招標，從3個生產廠家中尋找最最佳化的設計和價格。2.4千瓦的製冷系統最終只花了2000萬元。“全部交給國外做肯定要多花錢。現在我們這樣做雖然成功了，但當時卻冒了很大的風險和壓力。特別是去年初對裝置的降溫實驗，畢竟是第一次調試，低溫系統涉及到的問題實在太多，大家對裝置的性能也不熟悉。好在這一切我們都挺過來了。”大學剛畢業時，白紅宇還未曾聽說家鄉湖南鼎鼎大名的遠大空調，“遠大空調是後來才起步並且做普冷的。我們那屆低溫班的30多位同學畢業，後來真正從事低溫的只有幾個，很多同學都轉到了空調方面。我和同學之間聯繫不多，一是合肥比較偏僻，二是我天性專注於搞研究，不太擅長交際。雖然北京、上海對人才有很大吸引力，但像EAST這么大的項目，才是適合我搞科研的大平台。我從2000年正式參加，到2006年EAST調試實驗成功，我非常慶幸自己有機會參與，而且從頭做到尾。”正是這些獻身科學的人們，托起了明天輝煌的太陽！

East & Red歷年演唱過的歌曲

• 2009-06-02歌曲：一般把 Dima(法國慢搖)
• 2009-06-07歌曲：舞曲大帝國推薦 女聲慢搖
• 2009-06-05歌曲：忍者 女逼女聲版
• 2009-06-02歌曲：不同版本的拉拉慢搖
• 2009-06-02歌曲：She is My Sin 視覺視聽 絕對震撼
• 2009-06-04歌曲：夜店慢搖 the apl song
• 2009-06-03歌曲：重榜推薦 找的很辛苦 終於知道這慢搖叫什麼名字了
• 2009-06-10歌曲：強烈引薦 hip hop 卡門 絕對驚艷
• 2009-06-04歌曲：大家都在尋問這歌 名字叫做Our Own Way
• 2009-06-02歌曲：大家都在找的一首歌 很多人都不知道名字
• 2009-06-12歌曲：locking 必備音樂
• 2009-06-07歌曲：謝謝啞虎 feat.本兮 可愛女聲版