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【校友风采】中国工程院院士李建刚:为了心中的“太阳”
作者:王鹍燕          文章来源:工学周报     点击数:     更新时间:2015/12/24 21:18:07

【人物名片】李建刚,我校78-321班校友,2015年当选中国工程院能源与矿业工程学部院士。

196111月生,1982年毕业于哈尔滨船舶工程学院船舶核动力工程专业,理学博士,研究员,博士生导师。2001年任中国科学院等离子体物理研究所所长;2005年任合肥研究院副院长、党委委员兼任等离子体所所长;2009年任合肥研究院副院长、党委委员,兼任等离子体所所长;2012年任中国科学技术大学副校长;现为中科院等离子体物理研究所研究员。长期从事等离子体物理研究,主持国家大科学工程项目攻克了一系列技术瓶颈,建成多项国际先进的工程实验系统,在超导托卡马克工程系统的设计、关键技术发展、工程建设、系统集成、科学研究等方面解决了一系列技术难题并取得了多项重大成果。曾获国家科技进步一等奖2项、安徽省重大成就奖、安徽省科技进步一等奖2项、中科院科技进步二等奖1项及中科院“青年科学家奖”、全球华人物理学会亚洲成就奖、亥姆霍兹国际合作奖等多项奖励,并入选中科院“跨世纪杰出人才”、首批万人计划领军人才、四部委杰出专业技术人才。

 

 

人类未来的终极能源是什么?安全绿色的能源从哪里来?“发挥科技力量找到人类可以持续利用的真正绿色能源,核聚变能便是聚焦了科学界最多关注的新能源之一。”日前,在我校核学院成立10周年系列活动之一“核科技工业发展与人才培养高端学术论坛”上,中国工程院院士、82级校友李建刚教授接受了本报记者的专访。

李建刚院士领衔的“东方超环”(俗称“人造太阳”)项目研究,在包括美国、俄罗斯等在内的全球核聚变研究中已处于领先地位。“在核聚变领域,我们发出了属于自己的声音。”

 

 

把人类梦想、个人兴趣与国家需求紧密结合

 

1978年,李建刚考入我校船舶核动力工程专业。在大学期间,一个偶然的机会,他读到一本关于托卡马克(核聚变)的小册子,只有8页的小册子他一连读了三遍,竟百思不得其解。从此,李建刚对这个事关人类未来能源问题的聚变领域产生了浓厚兴趣。没想到,这一次偶然的触碰竟成为李建刚30余年不懈求索的终身事业。

1982年,李建刚怀着对核聚变研究的执着追求,一毕业就投身到安徽合肥有名的“科学岛”——中科院等离子体物理研究所工作,在岛上一待就是33年。他始终坚守着自己的梦想——利用核聚变解决人类未来的终极能源问题。

“核裂变和核聚变都能产生巨大能量,太阳产生的能量便是聚变的产物,而原子弹和核裂变发电厂就是运用了核裂变的原理。但相比之下,核聚变所产生的能量更大,而且,由于使用的燃料不具有放射性,所以也不会产生带放射性的核废料。”在日本福岛核泄漏事件之后,很多人谈“核”色变,而聚变能作为真正安全绿色的理想能源越来越受到社会的广泛关注。

李建刚说:太阳能、水利电站等可再生能源利用规模是有限的,只能为人类提供大约20%的能源。维系聚变的燃料是氢的同位素——氘和氚,而氘在地球的海水中有无限丰富的蕴藏量。经测算,1升海水产生的聚变能相当于300公升汽油释放的能量。海水中氘的储量至少可为人类使用上百亿年。因此,大规模的能源产出只能依靠聚变,聚变能是无污染、无放射性、安全、清洁的理想能源,可以一劳永逸地解决人类的能源需求。“中国作为能源大国,我们没有更多的选择。”

如何利用科技力量把人类的能源梦想变成现实?“通过聚变反应堆在地球上建造‘人造太阳’可以帮助我们实现这一梦想。”换句话说,就是要“把太阳搬到地球上”。需要创造一个类似于太阳环境的装置,让氘和氚发生聚变反应。但实际操作的困难程度远远超出了预期。因为,氘和氚所处的环境温度必须达到1亿摄氏度以上才会发生聚变反应。在这样的高温下,我们要用什么样的容器把氘氚气体约束在一起呢?“任何材料都无法承受这样的高温,一旦某个环节出现问题,燃料温度下降,聚变反应就会自动中止。”

全世界几代科学家们为了“人造太阳”的能源终极梦想一直在奋斗,李建刚就是其中的一员。作为目前在中科院担任这项探索研究工作的学术带头人之一,他带领着团队在模拟太阳发生核聚变装置——超导托卡马克上进行着坚持不懈的研究工作,他们的研究正在朝着能够长时间实现聚变所需要的高温等离子体方向努力。“让世界第一个聚变反应堆率先在中国发电”是李建刚和他的团队不懈努力的目标。

“把人类的梦想、个人的兴趣与国家的需求紧密结合在一起。”李建刚用33年矢志不渝的追求诠释着自己的科研信仰。

 

 

从核电大国向成核电强国迈进

 

核电既是大国技术,也是强国技术,更是战略性产业。按照国家《核电中长期发展规划(2011-2020)》,到2020年,我国核电装机容量将达5800万千瓦,在建容量将达3000万千瓦以上,远超法国,接近美国,将成为世界第二核电大国。我们要如何从核电大国向核电强国迈进呢?

“创新驱动发展是从核电大国成长为核电强国的必由之路。”在“核科技工业发展与人才培养高端学术论坛”上,李建刚谈出了自己的看法:成为核电强国需要有属于自己的原创技术,并将自身的核电发展理念应用于实际发展建设中。他领衔的“东方超环”完成了世界上第一个全超导非圆截面核聚变实验装置,集中了超高温、超低温、超大电流、超强磁场和超高真空等多项极限。每一个极限都是科研领域的高、精、尖难题,挑战极限就意味着开拓创新。“从设计到建设,都是我们自己做的,整个项目的国产化率达到90%以上,自研率在70%以上。”20131月,在国家科学技术奖励大会上,李建刚所在的超导托卡马克创新团队荣获了国家科技进步奖框架下的创新团队奖,得到了业内的广泛认可,是对团队不断创新突破的充分肯定。

“在强化自主研发的同时还要注重国际交流。”李建刚介绍,自团队加入研制国际热核实验堆组织后,获得了68项高技术自研成果,在超导技术、超强磁体、控制、测量方法等方面均有涉猎,并与世界主要聚变研究机构保持着频繁交流,在得到国际上大量聚变研究设备支持的同时,也积极支持着其他国家的聚变研究。欧、美、俄、日等国的聚变研究机构相继与团队开展了高层次的合作研究,赢得了广泛的国际信誉。可见,开放的国际化视野既为中国向核电强国迈进创造了契机,也不断注入着创新发展的动能。

谈到我校核学院10年的发展成绩时,李建刚对学院的国际化发展理念给予了充分肯定。他说:“以国际交流与合作促进发展建设,核学院做出了有益的探索与尝试。无论是国家的核电发展,还是我校核学院的发展建设,都要有独具特色的idea。”

“法国电力75%来自核电,而我国只有2%。”李建刚认为,中国未来的核电发展潜力无限,这也为我校核学科的发展创造了难得的机遇。他还指出,要寻找新的学科增长点不妨将目光聚焦在核医学、核技术应用环境等领域。“瞄准未来、科学定位、布局长远,才能产生由量变到质变的飞跃。”作为哈船院的毕业生、哈工程的一份子,李建刚对核学院的发展给予了厚望,“希望学院以更开放的姿态主动融入国际交流与合作,主动参与国际竞争,在不断突破与跨越中与学校发展同行,与国家核电发展同步!”

在从核电大国向核电强国迈进的征程中,核聚变研究具有着重要的意义与价值。它凝聚着几代人的梦想与目光,几代国家领导人都非常重视核电事业发展。“扛起核聚变发展传承的重任是每一位聚变人的责任与使命。”李建刚带领的超导托卡马克研究团队已经走在了国际的前沿。

 

 

supportinghelpfultolerantappreciative——令团队一往无前的力量

 

“一个天才解决很多问题的时代已经过去。”在李建刚看来,聚变研究这样的大科学工程必须依靠团队协同“作战”,“单打独斗”是行不通的。

在多年的攻坚克难中,李建刚团队克服了国际缺乏全超导托卡马克建设经验的困难,自主研制了世界上首台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置和十多个个国际领先或先进的实验系统;通过集成创新,成功实现了远超欧洲和日本最长为60秒的高参数偏滤器等离子体记录,使我国稳态托卡马克聚变研究走在世界前沿;自主建造的EAST平台已成为国际重要的核聚变研究基地,被美国能源部列为美国磁约束聚变合作的首选装置……一系列重大科研成果的取得与团队长期形成的协同“作战”能力密不可分。

“相互支持、相互帮助、相互理解、相互欣赏的团队文化是培养创新思维和创造能力的动力源泉。”李建刚认为,真正的优秀团队应具备supportinghelpfultolerantappreciative特征,才能催生出令团队无坚不摧、一往无前的力量。在李建刚的带领下,团队一步步发展壮大,逐步形成了完整而严谨的大科学工程管理模式,并跻身世界一流团队行列。

“人才问题是制约我国核聚变发展的瓶颈之一。”李建刚始终把培养优秀的核聚变人才,为国家核电发展蓄积后备力量作为团队发展的使命。他经常鼓励身边的青年人要夯实专业根基,练就过硬本领,为国家核聚变研究做出自己应有的贡献。“专业知识一辈子都学不完,没有持之以恒的毅力和勇气就看不到山顶最美丽的风景。”李建刚对当年参加军训的情景至今记忆犹新:“军训磨练了一个人坚忍不拔的意志品质,使我在后来的科研道路上获益匪浅。”

饮水思源,乌鸟思情。33年来,李建刚在忘我地“沉浸”于核聚变研究的同时,仍然心系母校核学科的发展建设,以自己的实际行动积极地支持母校、反哺母校。他多次回校参加学术交流,洽谈人才培养等合作事宜,并于2008年、2012年两次为学校师生作题为《受控核聚变——人类未来能源的希望》和《磁约束聚变——人类未来能源的希望》的学术报告。“希望母校的师弟师妹们能够与我并肩作战,积极投身核聚变研究。”我校核学院毕业生陈晓曼在李建刚的引领下已成长为团队的青年中坚力量。

为了人类终极的能源梦想,李建刚带领着自己的团队向着心中的“太阳”一往无前!他坚信:在不久的将来,“把太阳搬到地球上”将不再是梦想。

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