2.1 艱難的啟步<br>35歲的我,在對等離子體物理這門學科幾乎一竅不通的情況下,只能開啟了這段完全陌生、充滿未知的全新征程。等離子體物理研究所那一年的研究生招生,算上我一共只招收了8名研究生。報到那天第一次聚齊,才發(fā)現(xiàn)我們這撥同學之間的年齡跨度足足有14年——最年輕的同學剛走出大學校門二十出頭,而我已經(jīng)站在了三十五歲的門檻上,站在人群里都透著一股子格格不入的違和感,更別說出身背景了。在座的其他人大多畢業(yè)于國內(nèi)頂流的985、211院校,個個基礎(chǔ)扎實履歷光鮮,我的母校相比之下,是人群里最不起眼、最沒名氣的那一個,說不自卑是假的。其中最讓我犯難的就是英語,原本底子就薄,跟著課程進度往前趕的時候總覺得力不從心,單詞背了又忘,專業(yè)文獻讀得磕磕絆絆,進度遠遠落在大家后面,那段時間連走路都提著一口氣。好在我身后始終有我的夫人,她從來沒催過我,幫我打印好文獻,默默陪著我,給了我?guī)缀跞康牡讱?,沒有她的鼎力支持,我根本走不到最后。<br>在中科大完成整整半年集中的基礎(chǔ)課學習后,我就收拾東西來到了等離子體所,正式著手準備我的碩士論文??烧娴恼驹谘芯康钠瘘c上,我才發(fā)現(xiàn)那種茫然無措,比上課跟不上進度更讓人難熬——對于托卡馬克等離子體這個我要研究的核心對象,我翻遍了入門教材還只是一知半解,研究的門在哪都摸不到,站在實驗室走廊里看著來來往往忙碌的老師和同學,只覺得腦子里一片空白。就在我攥著筆記本不知道往哪走的時候,我的導師郭文康老師看出了我的窘迫,他沒有給我塞一堆啃不動的文獻,反而笑著建議我:“你沒有學過等離子體物理,不如索性從零開始學,我有個老同學,跟著他做研究,一步一步打基礎(chǔ)反而扎實,你跟著范叔平老師學吧?!焙髞砦也胖?,范老師是郭老師復旦大學的同班同學,早就在等離子體實驗領(lǐng)域摸爬滾打了幾年,有一定的實踐經(jīng)驗。<br>說起來當時所里的情況也確實特殊,整個等離子體所那時候只有兩位老師具備招收碩士研究生的資格:一位是霍裕平老師,他專門帶理論方向的學生,那個本科科大畢業(yè)的同學陳明,那時候就跟在霍老師身邊做理論研究;剩下包括我在內(nèi)的7名做等離子體物理實驗方向的同學,全部都掛靠在時任副所長邱勵儉老師名下,之后再分到各個實際指導老師手底下帶教,具體的分工現(xiàn)在我都記得清清楚楚:同學林宏,也是科大畢業(yè)的,師從托卡馬克等離子體實驗研究室的謝紀康副主任;同學萬寶年,畢業(yè)于揚州師院,還有畢業(yè)于南開大學的趙燕平,兩個人一起跟著波加熱實驗研究室主任王兆坤老師學習;孟月東,同樣是揚州師院畢業(yè)的,是李干老師的學生;張北超來自安徽大學,跟著中性束注入研究室主任陳妙蓀老師做中性束注入相關(guān)的研究;而李建剛,那個畢業(yè)于哈工大的小伙子,還有我,兩個人都歸郭文康老師——也就是托卡馬克等離子體實驗研究室的另一位副主任帶,郭老師又把我托付給了經(jīng)驗豐富的范叔平老師帶著打基礎(chǔ)。<br>范老師一點都沒嫌我基礎(chǔ)差,反而把自己學習等離子體物理實驗攢下的經(jīng)驗傾囊相授,一點保留都沒有。第一次跟我談研究方向的時候,他扶了扶眼鏡,認認真真給我捋路子:“做托卡馬克實驗,急著碰裝置不行,得先把等離子體平衡理論學透,這是根;然后要把我們裝置的基本結(jié)構(gòu)摸得熟熟的,每一個部件在哪起什么作用都要弄清;最后還要把電磁測量的整套流程,從布線到讀數(shù)再到數(shù)據(jù)處理,完完整整掌握住,這三樣打牢了,后面做研究才站得住。”<br>聽完范老師這一番話,我當時站在他辦公室里,只覺得腦子“嗡”的一聲,直發(fā)懵——這三樣哪一樣我都沒接觸過,擺在我面前就像三座翻不過去的大山??砂l(fā)懵歸發(fā)懵,事已至此,已經(jīng)踏上了這條從頭再來的路,總不能縮回去。<br> 2.2 HT-6M團隊<br>早在1980年,郭老師的團隊(成員包括姜同文、顧云、周丁發(fā)、劉岳修和范叔平)就已經(jīng)啟動了HT-6M裝置的設(shè)計工作:裝置的工藝部分由翁佩德和李憶馥兩位老師牽頭負責,電源系統(tǒng)由許家冶老師主持研制,真空室由毛新橋老師設(shè)計,水平位移反饋系統(tǒng)則在周永誠老師的指導下,由等離子體所自行完成研制。<br> Fig.01 前排左一張譜萍(HT-6M資料員),左二李憶馥(裝置的工程和工藝設(shè)計者),左三姜同文(HT-6M主要物理設(shè)計者及等離子體所低雜波系統(tǒng)的祖鼻)左四周定發(fā)(HT-6M磁體位形的主要設(shè)計者),左五范叔平(HT-6M電磁測量的設(shè)計者),左六本人,左七毛新橋(HT-6M真空室的設(shè)計者),后排左一劉岳修(HT-6M物理設(shè)計者),左二郭文康(HT-6M主要物理設(shè)計者),左三王曉蝶(HT-6M縱場磁體工藝設(shè)計者)。 2.3 HT-6M入駐8-1大廳<br>由于 “八號工程”的聚變研究項目因故暫停,原本為這項核心工程預留的8-1大廳和8-2大廳一下子空了出來,這才給了當時剛立項的HT-6M托卡馬克裝置一個寶貴的入駐機會——HT-6M得以順理成章地搬進寬敞的8-1大廳,一步步完成組裝調(diào)試,正式開啟了它的等離子體實驗生涯。<br>而另一間空間更大的8-2大廳,承接了當時整個亞洲規(guī)模數(shù)一數(shù)二的四臺大功率脈沖發(fā)電機組。這套機組建成之后是整個所里最惹眼的“大塊頭”硬件,論體量和功率,放在當時整個國內(nèi)聚變研究領(lǐng)域都是拿得出手的標桿。<br>在我?guī)资甑墓ぷ饔洃浝?,這套脈沖發(fā)電機組的地位,其實和八號電感格外相似:當年為了支撐更大規(guī)模的聚變實驗,投入了大量人力物力把它建起來,撐起了等離子體所當時的硬件家底,向外賓展示的時候也總是最亮眼的名片,可偏偏自始至終,它都沒有真正給所里在運的托卡馬克裝置提供過任何實際的實驗支撐。八號工程沒等到啟用就停了,后續(xù)的新裝置又改用了新的供電方案,這套花了大功夫建成的大功率機組,從就位開始就一直閑在寬敞的大廳里,從來沒有滿負荷運轉(zhuǎn)過。<br>如今幾十年過去,聚變研究一代又一代裝置更新?lián)Q代,從HT-6M到HT-7,再到后來的EAST,裝置越建越大,技術(shù)越來越先進,這些早年的“大家伙”早就跟不上現(xiàn)在的研究需求,只能默默退出了聚變實驗的歷史舞臺。這些沉默的鋼鐵大塊頭就像垂暮的老人,只能呆在湖邊的圍墻旁,慢慢回憶著當年剛建成時,全場人圍著它歡呼、暢想未來聚變突破的那段“豐功偉績”了。<br> <h3 style="text-align: center">Fig.02當時亞州最大脈沖發(fā)電機組</h3> 2.4 熱火朝天建造HT-6M裝置<br>為了在1984年底成功實現(xiàn)HT-6M裝置上的等離子體放電,這場關(guān)乎中國受控核聚變研究能否向前邁出關(guān)鍵一步的重要任務(wù),研究所上至領(lǐng)導研究員,下至后勤保障人員,幾乎全員出動,那段日子里,8-1大廳燈火常常從日出亮到深夜,每一個人都帶著彌足珍貴的使命感,全力以赴投入到HT-6M的建設(shè)工作中。它的研制凝結(jié)著等離子體所一群科研開拓者的心血,每個系統(tǒng)的推進都靠一群人咬牙啃下硬骨頭。<br>負責裝置核心部件組裝的工廠鉗工班,更是從一開始就釘在了組裝工位上。班長任師傅是所里出了名的“鐵手”,干了幾十年鉗工,手上的厚繭磨了一層又一層,凡是經(jīng)他過手的部件,精度從來沒有差過一絲一毫,這一次他主動扛下了最棘手的真空室裝配任務(wù),帶著技術(shù)精湛的王師傅和聰明伶俐的徒弟過華一,全身心扎進了裝置的組裝工作中。王師傅擅長沙輪打磨和尺寸校準,面對HT-6M要求的毫米級精度,他拿著千分尺蹲在工位上,常常一測就是一兩個小時,眼鏡上蒙了水汽也顧不上擦;年輕的過華一腦子活,跟著師傅們跑前跑后,不僅很快摸熟了每一個部件的參數(shù)要求,還自己琢磨出了給部件定位的小工裝,大大加快了組裝的進度。三個人每天最早進大廳,最晚離開,飯送到工位上經(jīng)常涼了才扒兩口,手上蹭了油、劃了小口子也只是隨便包一包就接著干,滿心里只有一件事:趕在年底前把裝置組裝到位,讓實驗順利開跑。<br> <h3 style="text-align: center">Fig.03 王師傅在仔細地清洗真空室</h3> <h3 style="text-align: center">Fig.04 初步組裝完成的HT-6M真空室</h3> 電源是托卡馬克裝置穩(wěn)定運行的能量心臟,大電流快速觸發(fā)、長時間穩(wěn)流供電的要求近乎苛刻,許家治、劉保華兩位經(jīng)驗豐富的工程骨干,還有黃河——作為等離子體所培養(yǎng)的第一批碩士研究生,這位年輕有為的科研生力軍主動挑起重擔,三人牽頭的團隊共同扛起了HT-6M裝置電源系統(tǒng)的研制重任。他們在8-1大廳反復調(diào)試參數(shù),對著密密麻麻的線路圖改了一輪又一輪,硬生生啃下了大功率脈沖供電的多個技術(shù)難題,為裝置等離子體的穩(wěn)定運行打下了堅實基礎(chǔ)。<br>負責數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的是計算機領(lǐng)域的專家舒炎泰,他帶著自己的團隊早早扎進了項目現(xiàn)場。在上世紀八十年代的計算機條件下,要精準捕捉托卡馬克裝置毫秒級的等離子體參數(shù)波動,難度無異于在暴風驟雨中接住一根飛速射出的針。舒炎泰帶著團隊從硬件選型到程序編寫一步步打磨,每一個采樣通道的校準、每一段數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嫸挤磸秃蓑?,就是為了確保裝置運行后采集到的每一組實驗數(shù)據(jù)都精準無誤,為后續(xù)的物理分析守住了最關(guān)鍵的第一關(guān)。<br>真空系統(tǒng)是等離子體產(chǎn)生的前提,直接決定了裝置能不能成功建成,葉耀林牽頭帶著羅南昌等年輕技術(shù)人員,扛起了真空封裝、系統(tǒng)檢漏和高溫烘烤的核心任務(wù)。真空指標要求極高,哪怕是微米級的漏孔,都會讓整個裝置的實驗前功盡棄。那段時間里,他們在裝置現(xiàn)場不分晝夜連軸轉(zhuǎn),檢漏要拿著檢漏槍沿著焊縫一寸一寸掃,烘烤要盯著溫度曲線十幾個小時不能離崗,兩個人帶著一個臨時工連節(jié)假日都泡在8-1大廳里,困了就在角落靠一靠,餓了就啃幾口冷饅頭,從來沒有人喊過苦說過累,更沒有一句怨言,最終硬是提前把真空度抽到了滿足實驗要求的指標。<br>控制系統(tǒng)是整個HT-6M裝置的指揮中樞,所有子系統(tǒng)的協(xié)同運行都要靠這里調(diào)度,這個關(guān)鍵任務(wù)落在了范叔平的肩上。作為項目牽頭人,范叔平搭好技術(shù)框架、理順了整體邏輯后,帶著陳爾戀和我,三個人從線路布線到邏輯調(diào)試一步步推進。那時候我們每天泡在控制機柜旁,對著成百上千根接線一根一根核對,一個邏輯一個邏輯測試,就怕出一丁點差錯拖了整個項目的后腿。我們心里只有一個念頭:不管加班到幾點,一定要搶在預定的工程節(jié)點前完成所有調(diào)試任務(wù),絕不能因為控制系統(tǒng)拖整個HT-6M項目的后腿。<br> <h3 style="text-align: center">Fig.05 HT-6M裝置的控制臺</h3> 就是這樣一群抱著國家情懷的科研人,沿著不同的分工方向攥成一股繩,一點點把HT-6M裝置從圖紙變成了現(xiàn)實,最終在11月底,HT-6M裝置的全部組裝工作圓滿完成,為我國后續(xù)核聚變研究鋪就了第一塊關(guān)鍵的鋪路石。 <h3 style="text-align: center">Fig.06 組裝完成之后的HT-6M裝置</h3> <div style="text-align: center;">Fig.07 俯視HT-6M裝置</div> <h3 style="text-align: center">Fig.08 HT-6M裝置前留個影</h3> 文中內(nèi)容均根據(jù)本人當時的親身經(jīng)歷與事實回憶整理而成,由于年代距今已經(jīng)過四十多年,許多細節(jié)隨著時間的沖刷慢慢模糊,加上本人年事已高,記憶難免出現(xiàn)部分偏差,還請各位讀者諒解。(2026年6月初)