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在上世纪90年代,我们当时用了无数的这个我们的这个轻工产品,生活物资,找苏联换了一台这个“半超导托卡马克”装置,但是它只是个“半超导托卡马克”装置,所以我们还需要把它再进行改进,但是你再想去买各种设备,实际上没有那么多钱了,买不起,当时我们经济比较困难,所以实际上是我们那个时候的科研人员,依靠自己的这个聪明才智,把当时买来的这个半超导拓克马装置进行了一个根本性的改造,而且改造比较成功,先后建成了好几套这个实验装置,到了1994年,当时我们国家第一个装置叫合肥超环,就是HT7。这是我们国家第一个圆截面超导托卡马克核聚变实验装置研制成功,一下子就把我们国家推到了世界前四,我们就成为了世界第四个拥有超导托卡马克装置的一个国家,那也是我们国家可控核聚变或者说托卡马克装置的一个重要的里程碑,是我们投入运行的第一个超导脱卡马克装置,后来相关专家评价也都非常非常的高,那是上世纪的事情了。这个HT7到2013年的时候才正式被批准退役,这个也是一个很传奇的事,是我们国家第一个获批退役的大科学工程装置。
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这些年我们谈论的这个所谓的east又是什么呢?Fast大家都知道是贵州天眼, east实际上它是一串英文的缩写,叫全超导托卡马克装置,可控核聚变实验装置,这个是1998年我们国家通过的这个九五重大科学工程的一个立项的缩写。2000年正式开始建设,east最大创新点就跟之前那个HT7,也就合肥超环不同的是什么呢?就是把这个全超导和非原截面结合起来,然后要让它产生一个稳态的同时,是以先进模式运行一个等离子体,强调的就是要让我们的研究人员能够对相关的一些更具体的事情进行更深入的研究,哪些问题呢?包括这个约束改善,粒子疏运,能量平衡,然后还有功能材料等等,都是一些重大的物理问题。这个最大的难点是什么?就是它很先进,因为它的先进都是体现在物理上的,所以就带来了工程上的巨大的挑战,就是这些东西以前都没造过,别说我们了,国际上没有任何一个国家研制和建造过这种全超导托克马克装置,当年从苏联买的也是个“半超导”的,当时整个聚变工程技术,包括超导工业也很薄弱,大型的超导磁体,大型低温系统,我们实际上都没造过,其它国家也没制造过,怎么办?自己来吧,就对工艺设计、材料提出了极高的要求,然后一关一关的过。有多高的要求呢?它要同时能承载大的电流,强的磁场,超高温,还有超低温、高真空、高绝缘等等,这样一个复杂的环境,它同时都能满足。在这个装置里,它的聚变中心等离子体温度,是1亿摄氏度还往上。而线圈里的温度呢,因为它是超导体,那就是零下269度。所以可以说那是超级“冰火两重天”。一边是基本上接近绝对零度,而另外一边又是1亿多度,这也太夸张了!真是佩服这些科学家,在不懈的努力下,还真把这些技术一个一个的给攻破了,而且填补了很多很多国内的空白,你包括east所需的全部的超导磁体,就是我们自己把它给突破的。
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拿到了这个大型超导磁体的一些关键的制造技术,然后还建造了我国最大的这种氦低温系统,那个制冷的能力极其厉害,特别要说一下这个制冷,这个制冷实际上同时也很重要,为什么呢?因为冷到一定程度下,有一些材料,它的电阻就会变为零,就是所谓的超导,而且除了超导以外,还有一个就是有些材料在特定的温度下,它会出现超流,就是流阻为零,这个液氦,在温度降到零下271度的时候,它就会成为叫超流氦,就是流阻成零。科学家做过一个演示,杯子里的液氦,它自己沿着杯子壁就流到杯子外面去了,这是非常奇特的一些现象,但是它非常非常的重要,因为如果能够实现这种超流氦的话,这种大型的制冷装备能够用在很多很多领域,包括海资源的开采,包括航空工程,包括一些大科学装置,都会受益匪浅。随着经济社会高速发展,我国已经是大型低温制冷设备的一个使用大国,我国每年需要采购不少这种低温制冷装置,尤其是一些大型的,如果没有相关技术的这种设备的话,就只有进口,那就等着挨宰吧,这个领域我们是在2015年开始启动突破的,然后很顺利,今年就在前几个月实现了突破,终于研制出了一个技术指标非常高的一个大型的氦制冷机,未来包括我们的这个east,还有其他的一些大科学工程,航天工程,等等一些战略高技术发展,那都用得着。