聚變在東方破曉。
壹個上了年紀的男人，精瘦。但是，他的話讓人感受到了智慧和分量。2007年3月1日，正是這位萬元熙長老在合肥完成了超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST國家項目的驗收。他代表東方工程指揮部作了報告:與國外同類裝置相比，我們建成的裝置資金最少，建設速度最快，自主創新最多。可以樂觀地預測，EAST的成功建設和運行，將為下壹步中國磁約束核聚變研究在物理、工程技術、人才隊伍等方面打下堅實的基礎！
“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壹；世界上沒有全超導托卡馬克；我們及時向國家提出了建設先進的全超導托卡馬克的計劃。”萬元熙追溯。
他的報告贏得了熱烈的掌聲。國家發展和改革委員會副主任張表示，EAST的成功建造“是和平利用聚變能源的重要壹步，也是中國科技人員為世界科技發展做出的重要貢獻！”
中國科學院常務副院長白春禮在演講中提出了壹個觀點，“十年磨壹劍，聚變曙光照東方”。
太陽發出的能量來自氫核。氫原子核相互作用產生核聚變，釋放出光和熱。如果發明出壹種裝置，不僅能承受上億攝氏度的高溫，還能控制氘氚聚變穩定持續輸出能量，無異於發明了壹個“人造太陽”，為人類提供無限的清潔能源。控制熱核聚變反應的壹種方法是制作托卡馬克磁容器。科學家發現氘和氚的聚變燃料可以被加熱到幾億攝氏度的高溫，然後會發生大量的聚變反應。
“把我們的東方稱為人造太陽可能會引起公眾的誤解。EAST開展的未來聚變堆相關工程和物理問題的探索性實驗研究，是為未來穩定、安全、高效的先進聚變堆貢獻物理和工程技術基礎，但地球上建造的受控熱核聚變反應堆或核聚變電站要像太陽壹樣通過核聚變反應釋放能量，進而實現商業發電，還需要50年左右。”萬元熙現實地解釋道。
EAST是英文Experimental Advanced超導托卡馬克的縮寫，意為“東方”。從1998被國家批準到今天的驗收，如吸山河之精華，今天噴在東方地平線上。通過10年的努力，中科院等離子體物理研究所團隊正托起明天壹樣燦爛的太陽。
萬元熙:老吉引領“新潮流”
雖然已經68歲了，但萬元熙的心態依然年輕。“我提出了許多大膽的改革設想，年輕人都說我不像老同誌。我引領了‘新潮流’，是第壹個貸款買車的。”
天柱山，“想開車去哪就去哪，多自由，多瀟灑！”
早些年，萬元熙就廢除了領導要加分的老規矩。根據研究所未來的發展需要，他將研究所的工作人員分成不同的小組，根據他們對研究所的貢獻進行評分。誰得分高誰優先選房。“群眾自有明辨是非的能力。例如，導演李建剛當時只是壹個青少年，他在得分後的隊列中排名很高，所以他自然被分配到房子裏。現在也確實證明了他是研究所的骨幹。”
萬元熙認為，骨幹隊伍的穩定和凝聚力會牽壹發而動全身，靠的是感動人心，用待遇留人，用事業凝聚人。“1995年，研究所評選出15名公認的學術技術帶頭人，給他們每人壹張銀行卡，每個月積分1000元。當時研究所財政困難，因為缺錢導致壹部分人才流失。我們下定決心采取這項措施。有的骨幹拿到這1000元，說要‘玩硬的’就在老婆孩子面前硬壓。”
在壹個和諧的社會中，人們應該在獲得報酬之前充分發揮自己的才能。“既然我是主管，我就必須對這個決定負責。關鍵崗位的熟練技術人員能比科研人員掙得多嗎？關鍵要看他對研究所發展的貢獻。誰要胡來我就拍桌子，當然事後我也會道歉。我下鄉的時候，沒受什麽苦。我可以和任何人很好地溝通。”
“理論物理講究的是做事的出發點，項目要為物理研究服務。不要本末倒置，通過強調項目的難度來影響實驗。所有的工作都要進行，2級3級，再漂亮也要先跟我談0級。壹定要先判斷最清晰的需求。”聽著萬元熙“強硬”的語氣，誰能相信他胃切除了4/5，還有心梗病竈？
“許多決策都有風險。如果我必須上網，我可能會出錯。如果我不上網，人們會說我是壹個明智的決定。”萬元熙笑了。
早在20多年前，萬元熙就參加了托卡馬克的國際會議。“以前我們和發達國家差距很大，出國的時候口袋裏壹點錢都沒有，根本談不上社交。”
2006年6月5日至10月，萬元熙在成都舉行的聚變能源國際會議開幕式上發表了題為“East項目進展概況和未來計劃”的第壹個演講。按照以往的慣例，這壹般是由世界上最先進的聚變研究機構來報告的。報告會結束後，大家踴躍提問。第二個問題是美國教授戈德斯通。以前他坐在國際會議的前排，問的問題非常尖銳，但這次他站起來說:“我建議我們都站起來，給中國的東方壹個熱烈的掌聲！”
在類似的聚變能源國際會議上，700多名代表以前從未為某項科研成果鼓掌，但這次大家都為EAST的成果鼓掌，這充分說明中國科學家已經成為這壹研究領域的貴賓。
以前托卡馬克裝置大多是圓形截面，後來理論證明非圓形截面效果更好。萬元熙壹生中“最冒險”的決定是做壹個全超導、非圓截面的托卡馬克。“我的冒險有理論基礎。壹是國際上已經有了模型線圈的相關實驗，證明托卡馬克可以承受壹定量的快速磁通量變化；第二，物理學上還有其他方法可以利用，可以用來降低超導托卡馬克對其快速磁通量變化的要求。就像走路壹樣。如果前面有壹堵墻，人是跨不過去的，但即使前面只有壹條小路，人也能通過。如果這堵墻是紙做的，人們可以很容易地穿過它。”
吳松濤:在滿滿的陽光下“練習”。
吳松濤是等離子體研究所副所長，EAST主要設備負責人。“我1983畢業於華中工學院，光學工程專業。如果我壹直停留在原來的專業，就不會有今天。大學只能是‘碩士入門’，在工作中‘實踐’的路更長。想做好等離子，就要懂得融合，找這方面的書自學。”
吳松濤找到受控熱核聚變實驗裝置介紹。油印的講義因為年代久遠已經發毛，但扉頁上“中科大四部”和“1979年12月”的字樣依然清晰可辨。“我不記得當時是向誰借的，但它只有第壹份，沒有第二份。我拿到後，通宵看了好幾遍。”
吳松濤參與了1990聚變實驗裝置的建設。他的著作《HT-7主機改造項目的組織、協調與管理》發表在《科研管理》上。HT-7裝置建造成功後，超導托卡馬克EAST裝置及時提出。“中國科學院希望有年輕的研究人員參與這個項目。領導到學院報到，他們很高興。如果他們只領導自己，學院的領導就會面面相覷。我參與了裝置的整體設計，跟著幾個老領導，霍宇平，萬元熙，翁培德，他們都比我大20歲左右。我參加了科學院和國家組織的幾十個示範項目，我做了總體方案的報告。相關部委領導看了HT-7U(EAST的原名)後表示，項目本身是好的，但是項目持續這麽久還能跟進嗎？大科學工程給了我成長的機會，感謝老同誌們的信任和培養。”
吳松濤是壹步步走過來的。“我們已經逐漸在腦海中理清了設備關鍵部件的結構。從1998到2001，我們每年都會出壹本《器件設計文集》，不僅把工作記錄成文檔，也給大家增加壹些壓力，思考未來的發展策略。選集的序言是我自己寫的。”
據說將建造壹個全超導核聚變裝置，造價2000萬美元。國外沒人相信，國內質疑的聲音不絕於耳。計劃的每壹次匯報和論證，都像是儒家之間的口水戰。正是在這種不斷的磨煉中，吳松濤得到了磨煉和成長。
吳松濤巧妙地利用國際合作的平臺，為承接東向“熱身”。他為自己的合作夥伴美國德克薩斯大學核聚變研究中心設計制造了壹臺新的等離子體物理實驗裝置。他帶領五人團隊，前後用了兩年時間，成功完成了合作項目，資金654.38+0.25萬美元。“這是中國首次以技術方式向發達國家出口托卡馬克聚變系統。美國能源部也對這次成功的合作感到滿意，稱之為中美核聚變合作的新方式。也是迄今為止中美聚變界最大的國際合作項目，對我們自信心的提升有很大作用。”
從5438年6月到2002年2月，吳松濤突然喉嚨痛得厲害，因為他整天不停地工作。幾天後，他幹脆成了“啞巴”。醫生診斷他是急性扁桃體炎，讓他馬上住院做手術。當時東正處於施工的關鍵時期，除了在醫院打點滴，他照常上班。無奈的醫生只好在病歷上記錄“患者拒絕住院”。
“這在我們團隊裏算不了什麽。保證周六不休息，周日不休息是我們不成文的作息規定。”吳松濤說，“我平時總給人陽光的感覺，但我記得EAST成立壹年多的時候，我曾經召集過壹次周全體會議。因為項目進展緩慢帶來的壓力，我忍不住說了壹句:如果項目延誤或者出了差錯，我們不僅會以前輩為恥，也會以國家為恥！我當時就忍不住哽咽了。大家幾分鐘都沒說話，都感受到了我的情緒。會後他們告訴我，他們能理解我的壓力，大家都會互相幫助。”
2006年9月28日，EAST首次成功獲得高溫等離子體放電，並向媒體開放。導演李建剛找了吳松濤壹下午，想把他推到“前臺”接受采訪，但吳松濤好像“人間蒸發”了。“我在辦公室，把衣服疊成枕頭，在沙發上睡著了。午飯後睡到晚上。我關掉手機，哪裏也不想去。”
“大學生畢業後見過兩次面，大部分都轉行了，大部分都是經商。可能只有我壹個同學還在搞科研。同學聚會問我怎麽拿到聚變項目，還調侃我是最有可能當院士的人。”吳松濤笑著說:“眾所周知，科學儀器的建設周期壹般都很長。如果壹個人耐不住寂寞，幹不了那麽久，就像馬拉松運動員沒有毅力壹樣，會在半路被自己淘汰。”
潘萬江:關於“腦毛細血管”
在東隊，潘萬江主要負責絕緣結構的設計和絕緣子的研制。
吳松濤等人早年曾在國外參觀過托卡馬克的絕緣體，但國外根本不願意透露研制技術。每個絕緣子的價格高達65438美元+0400 ~ 65438美元+0600美元。如果EAST需要600個絕緣體，這意味著僅這壹項就要花費約90萬美元。
1997年夏天，吳松濤出面遊說，校友潘萬江被卷入鬥毆。潘萬江1989華中工學院金屬材料及熱處理專業畢業。在等離子體研究所研究中心工作的幾年中，他還參與了壹些絕緣材料的開發。
從俄羅斯T-7上取下的絕緣子的陶瓷材料不符合EAST裝置的要求。他們想找個合作夥伴在國內做絕緣材料，但相關單位因為技術解決不了或者出於經濟效益的考慮，不願意挑超導體絕緣材料。當時31歲的潘萬江還沒有經驗，但他強迫自己做復合材料。
“高大明老師出國考察時帶回了壹個樣本。我們像對待嬰兒壹樣對待它，小心翼翼地不動。我們頂多給它拍個x光照片，後來檢測是壞的。詢問國外絕緣子的價格，不僅貴得令人望而卻步，而且不允許檢測性能。”
萬元熙打了個形象的比方。EAST使用的絕緣體相當於人腦的毛細血管。即使其中壹根毛細血管破裂，人也可能癱瘓。所以600以上的絕緣子要嚴格要求質量，嚴格測試。
“絕緣體前前後後研發了三年，我做了兩年。只能自力更生，在實踐中摸索。”潘萬江輕描淡寫就把10年的歷史。
潘萬江獨創的“金點子”是壹種“用液態樹脂低溫氦封電流引線”的方法。
EAST於2006年初第壹次調試，發現所有引線都有電流引線泄漏。如果不及時解決問題，超導磁體可能會損壞，從而導致整個裝置的故障。萬元熙和吳松濤認為潘萬江提出的想法很新穎，值得壹試。下午五點開始，七點半生效，從根本上解決了東的真空問題。“其他人可能受專業限制，想用高強度材料固化外引線。我的想法不同。”潘萬江依然輕描淡寫。“總結會後，萬元熙總經理說我的想法不錯，應該‘獎勵’，額外獎勵了我1500元。”
EAST二次調試低溫超導出現內漏，大家又想到了潘萬江。他用了真空管，兩天就解決了問題。
在EAST的工作中，潘萬江等人探索的壹些新技術、新方法都在申請專利。“許多人都在追隨我們的技術。我們開發絕緣體的成功率也很高。據說我們的成功率達到90%。壹般人都不信。怎麽會這麽高？我沒有勇氣告訴他們，我們的成功率甚至高達99%！”
高大明:抓質量就是“挑問題”
EAST的主要部件是超導磁體。為了節省項目資金，我們已經與美國壹家科研機構協商提供超導或電纜，但由於李文和的突發事件，這壹合作可能會中斷。考慮到大加速器項目因蘇聯解體而暫時擱淺，合作方向自然轉向俄羅斯。負責設計的副總經理翁培德聯系了俄羅斯。對方說倉庫裏有很多超導股線，但是放了很久了。性能怎麽樣不好說，但是可以賣的便宜壹點。
《還有壹個村子》，讓大家眼前壹亮。2001春節前夕，該所迅速組織8名戰士兵分兩路，壹路由陳卓敏帶領，壹路由高大明帶領。
在滿是灰塵的倉庫裏，陳卓敏等人不僅要把超導股線壹坨壹坨全部倒出來，還要測試每壹坨的3R性能。超導細絲大約有壹個輪子那麽大。經過三四個月的折騰，他們終於挑出了20噸匹配參數的4500多根超導股線。最後，高大明指揮了鎮上的另壹支軍事力量，在電纜研究所裏把這些超導股線絞在壹起。模制好的電纜運回國內都是600多米長，最後用更少的錢買回EAST重要合格的材料。
此前，高大明和EAST研究中心主任陳思越考察了俄羅斯電纜研究所，發現該研究所雖然生產了800米的銅電纜，但這只是壹個驗證過程，從未連續滿負荷生產壹批超導導體。由於穿管導體內部充滿液氦才能實現超導，因此必須對套管的焊接質量提出嚴格的要求。超導導體的鋼管焊接需要好的技術，沒有熔透是不行的。如果鋼管焊得太深，就會鼓出來。應該按照什麽標準來控制？高大明來來回回問問題，終於得到了壹些關鍵的技術標準。
2001年8月26日，600米穿管超導導體(CICC)生產線建成，成功生產出第壹根銅電纜導體。EAST超導磁體所需的導體全部由這條生產線生產。從俄羅斯高能研究所購買的直徑為0.85毫米的超導股線，按照設計絞合成直徑約為20毫米的超導電纜，並在這條生產線上插入600米長的套管，套管由特殊的高強度不銹鋼管焊接而成。
在首席工藝師高大明的指導下建成的CICC生產線，為EAST超導磁體的繞制和實驗奠定了基礎。
“嚴格的管理是我們團隊的特點。承擔大型科學項目風險很大，必須建立嚴格的質量管理體系。ISO9000標準的核心是文件化，實施過程控制，防患於未然。2000年底，我們終於建成了東方的質量管理體系。”高大明說。
高大明是1978從東北第壹機械廠調過來的。“那是科學的春天。受我們這壹代人理想主義教育的影響，我想為國家做出實實在在的貢獻。做大的科學項目不像居裏夫人時代。兩三個人在地下室搖化學瓶，也許能出結果。我們東隊最註重團結協作。”高大明說，“現在我們正在參與國際ITER計劃，因為我們在超導托卡馬克裝置的整個傳導過程中積累了經驗和技術，我們在國際舞臺上的聲音也是響亮的。”
“我們的學生在國外，別人問東怎麽辦，他完全可以回答。以前發達國家跟我們合作純粹是為了節省加工成本，現在我們在東方的壹整套經驗對他們有用。”高大明打了個比喻。“這就像壹個研究生和壹個小學生考了100分，雖然考試只有七八十分。水平肯定不在壹個檔次。”
吳傑峰:工地“被夢纏繞”
對俄羅斯轉讓的T-7做物理實驗需要做很多技術改造。如果需要多開窗，可以實現ECRH、離子回旋等輔助加熱；為了了解等離子體的參數，需要有相應的診斷窗口和抽真空窗口來實現抽真空。總共有100多個窗口。
吳傑峰1988年7月畢業於華中科技大學機械工程系，分配到等離子體所研究中心。早年是焊接項目負責人，現在是研究中心主任。“真空室只有12個窗口，應該改造成48個。管道有3000個接頭需要焊接，其中有壹個漏焊和虛焊是非常可怕的。氦可能會進入真空，將外層杜瓦瓶變成壹個大冰塊。為了控制質量，我經常要往真空室裏鉆，直徑744 mm，焊工很難在這個狹小的空間裏操作，無論仰焊、側焊、橫焊。”
超導線圈繞組是壹個全新的課題。高大明在1998帶吳傑峰等人出國考察線圈繞線控制。1999年，他自主研發了“替代材料管內電纜導體”，然後繞制D型線圈。“鎧裝導體無張力纏繞技術”獲發明專利，繞線機獲新設計專利。
2002年2月制成第壹根真正的超導導線，2003年8月完成58根總長***34公裏的鎧裝電纜導線。“我們在現場註重質量和進度，前40天做了壹個指揮，之後5天就可以做了。壹是大家技術操作熟練，二是量產時采用了計件管理。在壹年半的時間內完成全部58個指揮，是世界上做得最多、最快的。”
成為EAST的超導磁體不能掉以輕心。首先要建專門的繞線車間和絕緣子真空壓力浸漬車間。研究中心進行了多次技術集成和工藝探索。超導磁體34km * * * more多個接頭，研究中心壹次焊接合格率達到98%，超過壹級焊接標準。“從保證質量的角度出發，每次焊接前都要試焊三次，連剛換瓶氣也要試焊三次。”
低溫容器密封程度高，研究中心采用了內窺鏡、滲透、超聲波等六項檢測技術。“容器壹定不能漏。我們基本上采用了所有能想到的檢測方法，只要有壹種方法失敗，就要從頭再來。因為即使壹個焊頭出了問題，也可能陷入和其他國家托卡馬克壹樣的尷尬境地:真空上不去，低溫下不來。"
吳傑峰說，“已經檢測出壹些問題。不管我是不是焊接工，我都睡不安穩。我可能會在睡夢中突然翻個身說:“哦，是這個問題嗎？我趕緊穿上衣服，從家裏跑到現場。"
白宏宇:科研路上的情感“流”
EAST有兩個大型低溫超導磁體系統，超導線圈有幾個流體通道，必須控制這些通道以保證流量分配。超導磁體應運行在4.5K低溫制冷系統是冷卻超導磁體並保證磁體運行在工作溫度下不可缺少的子系統。該系統不僅規模龐大，而且技術復雜。“委托外國公司制作需要很長時間，報價也相當昂貴，所以我們必須自己做。”白宏宇說。
白宏宇的“DIY”做得非常好。“低溫流量計先買了個美國的，發現用它測數據不準。我們也是自己做的。”
在東方的低溫下，傳統的流量計已經“失靈”了，用超聲波也可以做到，但是國內還沒有人做過，所以誰想做都要有條件校準。“因為EAST用的是循環氦，這樣的條件下流量計用戶太少，企業從經濟效益角度考慮，覺得得不償失，不願意做。我們可以自己做，不僅可以對比，還可以校準，非常準確。現在有用戶要求我們為他們制作這種低溫流量計。”
白宏宇1993畢業於Xi交通大學低溫工程專業，與1997考取在職研究生僅壹年。當研究所聯系到去德國研究低溫超導的機會時，白宏宇作為馬普學者被派出。
剛好趕上德國大型超導聚變實驗裝置的模型線圈試驗。“本來可以在那裏學德語的，但想到參加裝置測試的機會更加難得，就放棄了。”“我從德國回來的時候，對於是用德國1.2 kW冰箱進行改裝後用於EAST，還是自己開發大型制冷系統，存在爭議。我以為1.2 kW的‘小馬’拉不動東方的‘大車’，堅持自己做冰箱。先是1.5千瓦，後來是2.4千瓦。”
除了制冷機，冷卻對象要做好，回路設計也要考慮液氦流量的合理設計。經過國內外多次調研，白宏宇決定從國外購買膨脹機。壓縮機是國產的；通過國內招標，換熱器向三家廠商尋求最優設計和價格。2.4千瓦的制冷系統最終只花了2000萬元。
“交給國外肯定成本更高。雖然我們現在成功做到了這壹點，但當時我們承擔了很大的風險和壓力。尤其是去年年初的器件冷卻實驗，畢竟是第壹次調試。低溫系統涉及的問題太多，大家對設備的性能都不熟悉。幸運的是，我們熬過了這壹切。”
大學剛畢業的時候，白宏宇還沒聽說過家鄉湖南大名鼎鼎的遠大空調。“遠大空調起步較晚，普遍偏冷。我們低溫班30多個同學畢業了，但真正從事低溫的只有幾個，很多都轉了空調。和同學聯系不多。第壹，合肥比較偏僻。第二，我天生專註於研究，不太擅長溝通。雖然北京上海對人才的吸引力很大，但像東方這麽大的項目才是適合我從事科研的平臺。2000年正式參與，06年EAST調試實驗成功。我很慶幸自己有機會參與其中，並從頭到尾完成它。”
正是這些獻身科學的人，托起了明天燦爛的太陽！