聚變能被視為解決人類能源問題的終極能源，聚變能的成功開發(fā)將推動能源生產(chǎn)革命，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)?？煽睾司圩冏鳛槿祟悮v史上最具挑戰(zhàn)的大科學(xué)工程之一，具有基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性和顛覆性的特點，一旦取得突破，會涌現(xiàn)出一批原始創(chuàng)新技術(shù)，形成先發(fā)優(yōu)勢。因而，受控核聚變的強大魅力一直吸引著核大國奮力攀登，我國將開發(fā)核聚變能作為一項戰(zhàn)略性國家任務(wù)。
新一代“人造太陽”中國環(huán)流器二號M(HL-2M)裝置研制團隊作為中核集團核工業(yè)西南物理研究院聚變研究的“尖刀隊”，始終堅持面向世界科技前沿、面向國家重大需求，通過新一代中國環(huán)流器系列裝置的建設(shè)，再次將中國的“人造太陽”名片與四川的另一張名片“太陽神鳥”交相呼應(yīng)。2020年，中國環(huán)流器二號M裝置(下文簡稱HL-2M)在成都建成并放電，標(biāo)志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設(shè)計、建造、運行技術(shù)，為我國核聚變堆的自主設(shè)計與建造打下了堅實基礎(chǔ)。這一成果入選《人民日報》2020年中國硬核黑科技盤點、兩院院士評選的“2020年中國十大科技進展新聞”及“央企十大國之重器”。
創(chuàng)新突破億度空間 精心鑄就環(huán)流重器
建設(shè)運行中國環(huán)流器系列裝置，是我國核能發(fā)展熱堆-快堆-聚變堆“三步走”戰(zhàn)略中開發(fā)核聚變能的重要舉措。近幾年，HL-2M裝置研制團隊持續(xù)落實創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，始終堅持科技自立自強。通過自主創(chuàng)新，最終打造出了具備開展堆芯級等離子體物理實驗?zāi)芰Φ募夹g(shù)平臺，實現(xiàn)了HL-2M裝置完全由我國自主設(shè)計建造，為下一步我國自主設(shè)計、建造聚變堆奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
HL-2M裝置是我國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進托卡馬克裝置，其采用了先進的結(jié)構(gòu)與控制方式，其等離子體體積達到國內(nèi)現(xiàn)有裝置2倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達到1.5億度，能實現(xiàn)高密度、高比壓、高自舉電流運行。HL-2M裝置作為我國最新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置，是實現(xiàn)我國核聚變能開發(fā)事業(yè)跨越式發(fā)展的重要依托裝置，也是我國消化吸收世界最大國際合作項目之一國際熱核聚變實驗堆(ITER)技術(shù)不可或缺的重要平臺。
全力破解“卡脖子”難題 責(zé)任引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級
為確保裝置的性能滿足在堆芯級等離子體參數(shù)條件下開展物理實驗研究，HL-2M裝置工程技術(shù)難度及工藝復(fù)雜性大幅增加，不斷挑戰(zhàn)國內(nèi)相關(guān)工程技術(shù)水平極限，關(guān)鍵技術(shù)攻堅與“卡脖子”難題破解成為了研制團隊必須解決的問題。
經(jīng)過高強度攻關(guān)，團隊在裝置特殊材料研制、關(guān)鍵部件研發(fā)、總裝集成等方面取得了多項突破。團隊研發(fā)出國內(nèi)首創(chuàng)特殊材料，制造出我國首臺D形截面特材雙層雙曲率薄壁件全焊接環(huán)狀超高真空容器;打破被美國禁售的“卡脖子”技術(shù)壁壘和封鎖，制造出國內(nèi)無生產(chǎn)先例的大尺寸高強度膨脹螺栓，生產(chǎn)成本降低近90%;研制出國內(nèi)首臺完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型立軸脈沖發(fā)電機組，其發(fā)電量可負擔(dān)一座百萬級人口城市的基本用電量，部分指標(biāo)已“領(lǐng)跑”國際;全面系統(tǒng)掌握了大型托卡馬克裝置總裝集成技術(shù)，實現(xiàn)了磁體線圈中心柱、真空室等大型核心部件的精準(zhǔn)定位和精密安裝。
堅持協(xié)同創(chuàng)新，帶動了產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，提升了我國制造水平和工程技術(shù)能力。團隊掌握的特種材料、關(guān)鍵設(shè)備、極端條件精密制造等關(guān)鍵技術(shù)，已形成“同步輻射”效應(yīng)，在航空、航天、電子等前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。通過與國內(nèi)企業(yè)廣泛的協(xié)同創(chuàng)新，尤其是與東方電氣集團東方電機有限公司、四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司等省內(nèi)公司合力攻關(guān)，極大提升了企業(yè)復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)能力和裝備制造水平，鍛煉了一批有工匠精神的專業(yè)人員。
深化國際合作，支撐國際大科學(xué)計劃，提升我國牽頭國際大科學(xué)工程的能力。2020年7月28日，國家主席習(xí)近平主席致信祝賀ITER計劃重大工程安裝啟動。就在前一年9月，核西物院參與的中法聯(lián)合體中標(biāo)ITER主機安裝一號合同，這是中國企業(yè)有史以來在歐洲中標(biāo)的最大核能工程項目。參與ITER十年，中國的聚變研究也已經(jīng)從技術(shù)“跟跑”、“并跑”達到了部分“領(lǐng)跑”，HL-2M作為消化、吸收ITER技術(shù)的重要平臺，鍛煉了一批具有參與大科學(xué)工程能力的人才，極大提升了我國參與及牽頭國際大科學(xué)工程的能力。
著力鍛造一流團隊 多點斬獲亮眼成績
團隊現(xiàn)有成員76人，面對“國之大器”建設(shè)任務(wù)，這個團隊，不可謂不“小”，但這是一支業(yè)務(wù)精湛、充滿創(chuàng)造力的一流團隊，其35歲以下青年占比64%，碩士研究生及以上學(xué)歷成員占比93%。這支平均年齡33歲的團隊申報、獲批、授權(quán)專利共58項，申請、立項、發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)12項，以團隊為核心的聚變所獲國務(wù)院國資委和人力資源社會保障部聯(lián)合頒發(fā)的“中央企業(yè)先進集體”。團隊技術(shù)多次獲得國防科學(xué)技術(shù)進步獎、中核集團公司科學(xué)技術(shù)獎。團隊成員先后榮獲中國青年博士最高榮譽“蔡詩東等離子體物理獎”、表彰在核物理研究領(lǐng)域做出重要貢獻的“胡濟民教育科學(xué)獎”、亞太等離子體物理“杰出青年科學(xué)家”獎、國家海外高層次人才引進計劃青年項目、中核集團科技工作者最高獎項“錢三強”科技獎、“中核集團十大杰出青年”，以及“成都工匠”等重量級獎項。
中國環(huán)流器二號M(HL-2M)裝置研制團隊瞄準(zhǔn)世界科技前沿，抓住大趨勢，以“強核報國，創(chuàng)新奉獻”的精神，以“功成不必在我，功成必定有我”的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，甘坐冷板凳，勇做挖井人，自主建成了中國新一代“人造太陽”裝置，推動我國聚變前瞻性基礎(chǔ)研究進步，取得了一系列引領(lǐng)性原創(chuàng)成果，為我國早日率先實現(xiàn)核聚變能和平開發(fā)利用貢獻了重要力量。
