匠心聚合 鑄就重器

——中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所充分發(fā)揮能源領(lǐng)域國家科技隊先鋒作用

組織簡介

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所（以下簡稱“等離子體所”）成立于1978年，主要從事核聚變研究，先后建成多項國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，深度參與我國以全權(quán)平等伙伴關(guān)系參加的最大國際科技合作項目ITER計劃，是國際熱核聚變研究的重要基地。

全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置 EAST

EAST裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)

秉承“開發(fā)聚變能，造福全人類”的歷史使命，等離子體所倡導(dǎo)“甘于奉獻、團結(jié)協(xié)作、銳意進取、爭創(chuàng)一流”的大科學(xué)文化，打造了一支特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、勇挑科技重擔(dān)的具有全球競爭力的卓越團隊?，F(xiàn)有3位院士，多人入選國家杰出青年基金、領(lǐng)軍人才和拔尖人才等人才專項或擔(dān)任國家重點研發(fā)計劃項目首席科學(xué)家。先后榮獲包括國家科技進步獎一等獎、國家國際科技合作獎、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎、光華工程科技獎、國際聚變核技術(shù)杰出貢獻獎、德國亥姆霍茲國際獎、全球華人物理學(xué)會亞洲成就獎等多項國內(nèi)外重要科技獎項。

創(chuàng)新模式

磁約束核聚變裝置被稱為“人造太陽”，是典型的復(fù)雜大科學(xué)裝置，體現(xiàn)了人類對科學(xué)、技術(shù)和工程的極限追求。針對其“三邊”（邊研發(fā)、邊制造、邊建設(shè)）屬性強、原始創(chuàng)新強、系統(tǒng)集成高的特點，等離子體所創(chuàng)新性提出“科學(xué)家精神、企業(yè)家精神、工匠精神”有機結(jié)合，通過團隊協(xié)作、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、國際合作，“聚合”出強大合力，形成“科學(xué)探索、裝置建設(shè)、裝置運行、科技轉(zhuǎn)化”四鏈一體協(xié)同的高質(zhì)量發(fā)展格局，以智能質(zhì)量數(shù)字化平臺和創(chuàng)新質(zhì)量管理工具為基礎(chǔ)，實現(xiàn)大科學(xué)裝置數(shù)字化質(zhì)量賦能的“匠心聚合”大科學(xué)裝置全價值鏈質(zhì)量管理模式，用卓越管理追求質(zhì)量極限，在多學(xué)科集成攻關(guān)、綜合實施的復(fù)雜系統(tǒng)性項目的全方位管理上走出了一條高質(zhì)量發(fā)展之路，先后獲中國質(zhì)量獎提名獎、安徽省人民政府質(zhì)量獎及全國質(zhì)量獎卓越項目獎等。

質(zhì)量人員現(xiàn)場工作場景

模式運用及成效

打造具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的核聚變能開發(fā)領(lǐng)域“人造太陽”，推動中國走向核聚變領(lǐng)域的世界前沿。攻克68項關(guān)鍵核心技術(shù)，高質(zhì)量完成國家“九五”和“十一五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，自主建成擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的世界上首個非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克—東方超環(huán)（EAST），工程調(diào)試一次成功，獲得了國內(nèi)外專家的高度贊譽，稱EAST是世界聚變工程的非凡業(yè)績，是世界聚變能開發(fā)的杰出成就和重要里程碑。國際權(quán)威雜志《自然》和《科學(xué)》高度評價，“中國創(chuàng)造了聚變工程的歷史”“為世界其他主要聚變實驗裝置鋪平道路”。

物理運行屢創(chuàng)世界紀錄，取得多項國際托卡馬克運行的重大標志性成果?！皷|方超環(huán)”建成后穩(wěn)定運行十七年，開展20輪物理實驗，總放電次數(shù)12萬余次，先后創(chuàng)造了十余項托卡馬克運行的世界紀錄。2017年，實現(xiàn)穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行，成為了世界上第一個穩(wěn)定運行時間達到百秒量級的裝置。2019年，獲得電子溫度1億度大于10倍電流擴散時間和60秒高約束長脈沖等離子體運行。2023年，實現(xiàn)世界上最長時間可重復(fù)的高約束模等離子體運行。這些里程碑性的重要突破，對探索未來聚變堆前沿物理問題，提升核聚變能源經(jīng)濟性、高效性，加快實現(xiàn)聚變能應(yīng)用具有重要意義。

公眾科普日

以卓越的技術(shù)和質(zhì)量水平，在國際上樹立了“中國創(chuàng)造”品牌形象。參建國際熱核聚變實驗堆（ITER）項目，承擔(dān)核心設(shè)施的設(shè)計和建造；通過國際競標贏得歐盟大型超導(dǎo)磁體的建造，實現(xiàn)按進度高質(zhì)量交付。聯(lián)合中國核電集團、法國法馬通公司等國內(nèi)國際核電力量組成的聯(lián)合體成功中標ITER托卡馬克主機最重要的核心設(shè)備安裝工程——TAC-1安裝標段工程，成功實現(xiàn)中國聚變工程技術(shù)由單元技術(shù)的突破向系統(tǒng)集成的創(chuàng)新邁進。憑借過硬的質(zhì)量和技術(shù)優(yōu)勢，獲得法國原子能總署、美國聚變國家實驗室、美國NASA、德國馬普中心、俄羅斯JINR研究所等眾多國際項目，在國際上樹立了“中國創(chuàng)造”的品牌形象。

夯實質(zhì)量基礎(chǔ)，打造高質(zhì)量發(fā)展核心競爭力。在建設(shè)磁約束核聚變高、精、尖的質(zhì)量工程中，等離子體所建成大規(guī)模超導(dǎo)導(dǎo)體、大型超導(dǎo)磁體生產(chǎn)線、大功率的四象限變流系統(tǒng)等質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施，同時利用聚變大科學(xué)裝置超低溫、超大電流、超強磁場、超高真空等多項極端苛刻條件高度集成的條件，搭建了多個極端環(huán)境測試與實驗平臺，并獲國際認可。作為重要參與單位參建北京正負電子對撞機、上海光源等多個國家大科學(xué)工程，核心技術(shù)輸出到國際上絕大部分聚變裝置。牽頭成立“一帶一路”質(zhì)子、超導(dǎo)及核能應(yīng)用國際標準聯(lián)盟，主導(dǎo)制定國際標準、國家標準、行業(yè)標準、地方標準、團體及專項各類標準百余項，獲中國標準創(chuàng)新貢獻獎。近3年累計授權(quán)發(fā)明專利269項，獲中國專利金、銀獎。

團隊照

多項新技術(shù)走出實驗室，有力拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。與省、市政府共建合肥離子醫(yī)學(xué)中心、淮南新能源中心等，開展高端離子醫(yī)學(xué)醫(yī)療裝備研發(fā)，能源戰(zhàn)略研究及高新技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。成功研制國產(chǎn)緊湊型超導(dǎo)質(zhì)子治療系統(tǒng)，加快高端醫(yī)療國產(chǎn)化進程，大幅降低研制和建筑成本，服務(wù)“健康”中國戰(zhàn)略。成功研制太赫茲安檢儀、CT等尖端設(shè)備，未來將應(yīng)用于安全檢查及生物醫(yī)學(xué)等重要領(lǐng)域。大裝置衍生的超導(dǎo)、低溫、大功率電源以及智能制造等技術(shù)還有力拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展，推動和帶動二十余家上市公司蓬勃發(fā)展。

開放合作和協(xié)同創(chuàng)新深入推進，開創(chuàng)了“以我為主”的國際格局。依托合肥地區(qū)優(yōu)勢創(chuàng)新資源，在“開放共享、發(fā)展共贏”的理念下，瞄準核聚變領(lǐng)域關(guān)鍵科技問題，等離子體所與歐美俄日等40多個國家超過120家科研機構(gòu)建立了穩(wěn)定的交流與合作關(guān)系。磁約束聚變實驗裝置成為國家開放共享大科學(xué)裝置標桿之一，入選全球研究基礎(chǔ)設(shè)施高官會、經(jīng)濟合作與發(fā)展組織、金磚國家大科學(xué)裝置開放目錄或典型案例。中法聚變聯(lián)合中心、中俄超導(dǎo)聯(lián)合質(zhì)子中心、中美國際托卡馬克合作研究中心、國際聚變能聯(lián)合中心等相繼落成并運行，不斷產(chǎn)出具有國際影響力的重要創(chuàng)新成果。目前，等離子體所正加快構(gòu)建“以我為主”的具有全球競爭力和國際影響力的磁約束聚變能研究開放創(chuàng)新生態(tài)和國際科技合作網(wǎng)絡(luò)，催生前瞻性前沿成果，共同向人類能源終極夢想邁進。

目前，聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施正在如火如荼建設(shè)中，中國聚變工程實驗堆也已完成工程設(shè)計。等離子體所正緊跟科技強國、質(zhì)量強國的戰(zhàn)略部署，堅持創(chuàng)新引領(lǐng)，以管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新不斷推進質(zhì)量升級，充分發(fā)揮能源領(lǐng)域國家科技隊的先鋒作用，在國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與研究中不斷突破，努力為國民經(jīng)濟建設(shè)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類社會進步作出戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和前瞻性的貢獻。

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《中國質(zhì)量報》【“質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施與制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”對話會·特刊】