在合肥“科学岛”的最深处,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的实验室和控制室内,年轻人三两成组,对着电脑图像和屏幕数据热烈地讨论。70后胡建生穿梭在青年科研人员之间,时而布置任务,时而答疑解惑,一切都在争分夺秒地进行着。

这个创新团队历时10年自主设计了世界上首个全超导非圆截面托卡马克实验装置——东方超环(以下简称“EAST”),致力于模拟太阳通过核聚变产生能量的原理,建造可控并持续反应的“人造太阳”。

EAST是个直径8米、高11米的“大家伙”,看上去像“巨大的锅炉”。其内部要同时承载1亿摄氏度的超高温和零下269摄氏度的超低温。2021年5月28日,EAST装置物理实验实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,创造了托卡马克实验装置运行新的世界纪录。

不断刷新纪录的背后,胡建生和团队成员功不可没。他现任中科院等离子体物理研究所副所长、国家大科学装置EAST装置物理实验负责人,在“人造太阳”的研发过程中,他在国内外期刊发表SCI论文180多篇,并培养一批批优秀青年科研人才。

本科毕业后,胡建生来到中科院合肥物质科学研究院工作,从事核聚变领域的研究。2008年,胡建生在该所获得等离子体物理专业博士学位。

清洁、安全、燃料丰富的可控聚变能开发应用是国家战略能源需求,可以为解决碳达峰提供方案,EAST装置实验被公认为是地球寻找聚变能源出路的希望。

2000年,胡建生曾被选派至意大利高能物理研究院长期访问,从事欧洲重力波观测系统建设与调试工作。2002年9月,出访期未满的他放弃国外更先进的研究条件和对方提供的工作机会,提前1个月申请回国,回到中科院等离子体物理研究所,希望尽早地为中国的托卡马克装置贡献力量。

当时,所里用的是从俄罗斯引进改造的HT-7超导托卡马克装置,外窗口直径不足0.6米,胡建生经常从窗口钻进去做研究,一干就是一整天。他发现,装置内的核心部件——限制器的性能有限,高温等离子体运行的时候,可能会损坏装置。他从设计、安装、运行、维护等环节着手,带领团队在国内率先研发了一款高性能限制器。

然而,在当时的研究条件下,限制器的加工焊接是难题。胡建生和同事先后8次前往上海,寻找合适的设备厂家合作研发。在前6次研发都失败的情况下,团队没有气馁,也没有放弃,最终试验成功,实现零部件批量生产,不断提高加工精度。

高性能限制器的成功研发大幅提高装置放电性能,将放电时间从原来的20秒延长到100多秒,直到400多秒,并为后续EAST内部部件研发打下坚实基础。

2006年,中科院等离子体物理研究所自主建造的EAST装置问世,并首次成功放电。胡建生开始琢磨如何最大化发挥装置的作用,这需要应用新方法、新技术。2009年,他带着团队研发适用于超导托卡马克的杂质、氢同位素的先进清除技术,以及锂化等先进壁处理方法,阶段性解决了杂质、氢氘比、再循环控制等关键问题。

合肥正值盛夏,实验室大厅温度超过40摄氏度。EAST团队争分夺秒,早上7点半开始研究,晚上12点以后做系统维护,成员不舍昼夜地实验调试,希望更精确掌握等离子体的基本特性。

这些年,投身科研的年轻人越来越多,胡建生为青年人才培养倾注了大量心血。“学生的成长就是我的成长。”他经常鼓励学生和青年职工参加重大科研活动。

在中科院等离子体物理研究所第六研究室副主任左桂忠科研攻关和个人成长的道路上,胡建生的指导和教诲一路相伴。

2004年,左桂忠成为胡建生的第一位研究生。左桂忠曾写了一篇研究锂气体的论文,自我感觉不错。但论文交给胡建生的第一天,胡建生就坐在电脑前修改了一上午,第二天,他又打电话让左桂忠赶快过来,两人面对面修改了一整天,胡建生连一个标点符号的错误都不放过。

胡建生改出了一篇论文样板,也为左桂忠树立了科研精神的“样板”,从那以后,左桂忠坚定了专注科研的信念。

2020年,左桂忠成长为中科院等离子体物理研究所真空一级课题组组长,这是胡建生曾经奋斗过的岗位。他带领40位年轻人进行真空技术、等离子体与气壁相互作用等研究。装置运行时需要稳定的真空环境,运行前,左桂忠等人要将气体杂质排出,还需要24小时值班,检查装置内气体是否泄漏等。

刚接手课题组时,左桂忠心里也没底。一次,他花了好几天都找不着泄漏点和原因,顿时很泄气,感觉工作内容“没有太大前途”。胡建生鼓励他和组员:“你们就是解决装置的基础需求和基本功能问题,角色非常重要,要勇敢去做,独立发现、解决问题。”

在青年科研人员眼中,胡建生为人低调、谦逊,和他交流时,不会觉得他是领导或大咖。他甚至鼓励年轻人反驳他的观点,如果发现是自己错了,他总会哈哈一笑。实验中每发现一个新现象,或是用现有理论没法解释的问题,他都会带着学生深入研究。“要把一个研究做到极致,找到知识的边界。”胡建生说。

当被问到如何才算“极致”时?他答道:“当业内重要的交流会议,我们不缺席,或是被邀请上台作报告,这就代表我们的研究水平是被认可的。”

胡建生表示,未来要将不同专业特长的年轻人聚集起来,对装置系统进行进一步升级和改造,围绕国家科技发展战略,培养德才兼备、能打硬仗的创新人才队伍,实现在中国建成完全可控的聚变能发电装置的科学梦想。


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