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激光聚變“潛伏”在重山中
材料來源:科技日?qǐng)?bào)          

四川綿陽(yáng),一片名為科學(xué)城的寂靜山嶺上,中國(guó)工程物理研究院坐落其中。

穿越研究院內(nèi)連綿山坡,激光聚變研究中心在山林中閃現(xiàn)。這里擁有我國(guó)在該領(lǐng)域一流的科研團(tuán)隊(duì)、一流的科學(xué)設(shè)備,目標(biāo)是探索人類獲取能源終極夢(mèng)想——“激光慣性約束聚變”。

微塵是激光的克星,它們會(huì)損害光學(xué)元器件。盡管記者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前已穿戴了發(fā)套、工作服,甚至用粘塵墊粘掉鞋底的灰塵、穿過呼嘯的風(fēng)淋設(shè)備,但仍吃到了“閉門羹”。

 “在這里等一等,里面正在‘打靶’。”中心三部書記鄭奎興,揮揮手示意。純白色的房間內(nèi),紅色警報(bào)器閃爍著刺眼光芒,也許是察覺記者略顯緊張,他補(bǔ)充道:“這是正常實(shí)驗(yàn),目前一天要3、4次,‘打靶’時(shí)人員不能進(jìn)入。”

 “打靶”是激光實(shí)驗(yàn)的俗稱,通過高功率激光瞬間聚集,穿過以微米計(jì)算的注入孔,射向目標(biāo)物質(zhì),以收集工作數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)物質(zhì)變化。其精密度要求,如同從綿陽(yáng)打高爾夫球到重慶“一桿進(jìn)洞”。

5分鐘后實(shí)驗(yàn)結(jié)束,記者走進(jìn)空氣潔凈度為一萬(wàn)級(jí)的實(shí)驗(yàn)室,傳說中的“神光Ⅲ原型裝置”,如同一組列車展現(xiàn)在記者眼前。

作為我國(guó)自主研發(fā)、全球第二臺(tái)已用于實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的新一代高功率激光驅(qū)動(dòng)器,它的“車頭”是“種子”光源;“車身”是放大系統(tǒng);“車尾”是如同載人太空艙般的“靶球”,能量在此聚集并射向球中心的物質(zhì)。據(jù)介紹,它能在10-9秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)焦耳的激光能量輸出。

作為我國(guó)激光慣性約束聚變領(lǐng)域宏偉的大科學(xué)工程,我國(guó)科研人員從上世紀(jì)九十年代開始啟動(dòng)“神光Ⅲ”研究,“神光Ⅲ原型裝置”2003年出光、2006年投入運(yùn)行,使我國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)具備獨(dú)立研制、建設(shè)新一代高功率激光驅(qū)動(dòng)器能力的國(guó)家。

“它是為在建的‘神光Ⅲ’做技術(shù)積累,當(dāng)然其自身也用于很多實(shí)驗(yàn)。”聽著介紹,連記者也不免要醉心于這一設(shè)備所代表的無限未來:物理學(xué)家們憧憬了半個(gè)多世紀(jì)的終極能源,將通過它找到實(shí)現(xiàn)路徑——使用強(qiáng)大的脈沖激光束照射微型靶丸,在瞬間產(chǎn)生極高溫度和極大的壓力,并維持一定約束時(shí)間,實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng),釋放出如同“人造太陽(yáng)”般的大量聚變能。

就在這臺(tái)“原型裝置”實(shí)驗(yàn)室不遠(yuǎn)處,一個(gè)有6層樓高,占地面積超過2萬(wàn)平方米的大型裝置正在施工,這就是2007年開工的“神光Ⅲ”主機(jī)工程,它擁有國(guó)內(nèi)無與倫比的技術(shù)與規(guī)模,是我國(guó)邁向世界最先進(jìn)激光聚變研究的“神器”。

在宛如巨型飛機(jī)制造工廠般的“神光Ⅲ”工程現(xiàn)場(chǎng),數(shù)十名科研人員正在上下忙碌,安裝調(diào)試控制系統(tǒng)和主要部件。記者在這里發(fā)現(xiàn),設(shè)備旁緊張工作的科研人員大多為70、80后的年輕人,一打聽才知道,激光聚變研究中心研究團(tuán)隊(duì)平均年齡僅30歲。在現(xiàn)場(chǎng)為記者介紹情況的張?chǎng),今?8歲,2008年碩士畢業(yè)后加入研究團(tuán)隊(duì),她告訴記者,作為一名年輕科研人員,能有機(jī)會(huì)親身參加這樣偉大工程的建設(shè)“很自豪、很榮幸”,每一份努力都使我們更接近成功。

作為規(guī)模大、程序復(fù)雜、技術(shù)精度要求高的前沿領(lǐng)域,“神光Ⅲ”研制中為國(guó)人“爭(zhēng)氣”的故事很多:如設(shè)備必須的直徑1米方形件光學(xué)元件,美國(guó)在研期間曾委托歐洲公司生產(chǎn),制造完成后不僅禁止再銷售,甚至要求對(duì)方連生產(chǎn)線也必須拆除、銷毀,而通過國(guó)內(nèi)大協(xié)作、自主攻關(guān),很快就突破了技術(shù)瓶頸。“都是自主創(chuàng)新,也只有自主創(chuàng)新。”鄭奎興說,國(guó)家的巨大支持、穩(wěn)定的核心團(tuán)隊(duì)、多領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)是重大科技攻關(guān)的關(guān)鍵。而新老科學(xué)家們孜孜奉獻(xiàn)的精神,也在這里得到傳承,在高潔凈度工作環(huán)境中不能喝水,每逢午餐時(shí)間一群教授、碩博聚在大門口吃盒飯,成為一道亮麗景觀。

多年來,通過科研人員們?cè)谒馍?ldquo;跳舞”,一些看似神奇的創(chuàng)新,在這里則是“信手拈來”:為清洗設(shè)備中的價(jià)格不菲的珍貴光學(xué)器件,中心發(fā)明了通過高頻率、低能量激光將灰塵炸落而不損害原件的設(shè)備。一次偶然的機(jī)會(huì),國(guó)家文物部門找到研究所,嘗試將其用于清洗文物,幾番改進(jìn),效果良好,就這樣國(guó)內(nèi)首臺(tái)激光文物清洗裝置在此誕生。

“未來我們還將建設(shè)更高功率的激光裝置,為人類提供清潔的聚變能。”肩負(fù)神圣使命、低調(diào)研究探索,這里已代表我國(guó)在世界科技最尖端領(lǐng)域“潛伏”多年。


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