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蘭州大學將為推動我國熱核聚變堆新能源裝置的自主研製開發做出更多貢獻


蘭州大學近日,蘭州大學與中國科學院等離子體物理研究所的戰略合作框架協議簽約儀式在蘭州大學舉行。中國科學院等離子體物理研究所原所長、國家聚變能專項首席科學家李建剛院士,科技處處長陳俊...

- 2019年7月22日00時00分
- 科學文摘 / 蘭州大學

蘭州大學

近日,蘭州大學與中國科學院等離子體物理研究所的戰略合作框架協議簽約儀式在蘭州大學舉行。中國科學院等離子體物理研究所原所長、國家聚變能專項首席科學家李建剛院士,科技處處長陳俊凌,應用超導工程實驗室副主任秦經剛,蘭州大學校長嚴純華,校長助理、科學技術發展研究院執行院長許鵬飛,學校相關職能部門和土木工程與力學學院主要負責人及學科帶頭人出席了簽字儀式。李建剛院士、許鵬飛代表雙方簽訂戰略合作框架協議。

簽字儀式前,嚴純華院士對李建剛院士一行的到來表示歡迎,並介紹了蘭州大學的基本情況。他表示等離子體所長期以來在國家重大工程科學研究中取得了非常重要的研究成果,是蘭州大學學習的榜樣。通過此次戰略合作框架協議的簽署,希望雙方不斷加強人才培養與科學研究的合作,包括吸收等離子所大科學儀器裝置的研製建設經驗等,充分發揮各自資源優勢,共同構建長期合作機制,最終達到雙贏和多贏的實質性成果。


李建剛院士感謝嚴純華的介紹和蘭州大學的精心安排,並介紹了等離子體所目前重點開展的國際熱核聚變能實驗堆(ITER)重大國際合作項目進展、我國將獨立自主建設更高性能聚變堆的規劃、中科院先導B計劃「下一代高場超導磁體關鍵科學與技術」的執行情況等,指出力學研究在這些高場大空間超導磁體研製過程中的需求重要性。他表示,鑒於蘭州大學相關學科的優勢,非常願意和蘭州大學一起就聚變人才培養和前沿科學研究開展更加深入的合作與交流。

許鵬飛表示全力支持蘭州大學力學學科與等離子體所開展合作研究,希望通過此次戰略協議的簽署進一步深化交流,產出更多更好的成果。

研究生院執行院長陳熙萌表示,研究生院將幫助推動研究生培養,並依託等離子體所大科學裝置研究需求做好研究生的聯合培養工作。土木工程與力學學院周又和教授對學校與等離子所的多年支持表示感謝,對李建剛院士一行來蘭州大學訪問交流表示熱烈歡迎。他表示,蘭州大學力學學科將集中電磁固體力學方向的全部力量投入到高場超導磁體力學的研究,以期為推動我國熱核聚變堆新能源裝置的自主研製開發做出更多貢獻。土木工程與力學學院院長黃寧表示全力支持該戰略合作框架協議,從學院層面推動協議落地,為學院和等離子體所的深入合作提供保障。

簽字儀式後,李建剛院士應邀做客「百年蘭大、名家講壇」第179場的學術報告會,他以《我國磁約束聚變的進展與展望》為題向我校師生作了一場精彩的學術報告。報告會由周又和教授主持。


李建剛院士從聚變能源研究國際發展開始,首先介紹了地球上實現熱核聚變的溫度和壓力條件,詳細梳理了近70年來國際熱核聚變的研究歷程,特別是磁約束核聚變的發展歷程,包括磁約束核聚變能研究在我國的發展全貌,並對我國實現的國際首台全超導的托克馬克裝置(EAST)裝置所取得的國際領先成果進行了全面總結。隨後他為與會者全面介紹了ITER裝置研製和我國承擔的ITER項目進展情況。他指出經過10餘年的不懈努力,我國承擔的ITER採購包的任務均是100%合格,顯著提升了我國在國際聚變學術界的影響力。最後,李建剛院士對我國近期將自主建設更高性能的磁約束聚變堆(CFETR)的基本情況進行了說明,他鼓勵蘭州大學老師和學生要抓住目前的這一良好機遇,投身到聚變事業的研究和學習中,在聚變領域實現人生價值。報告會後,李建剛院士和與會師生進行了廣泛交流,並應部分與會學生要求籤名留念。

隨後,李建剛院士一行在周又和教授等的陪同下參觀考察了由周又和教授主持並於2018年底完成的國家自然科學基金重大科學儀器研製項目(自由探索):極低溫-電-磁-力多場耦合超導材料力學測試儀器裝置(5T)。李建剛院士對該儀器按期成功研製表示衷心祝賀,指出這將為我國超導磁體力學研究奠定堅實基礎,表示今後將與蘭大力學開展深入全面的合作,包括力學理論建模、定量分析和實驗研究等,並一道來推動這一國際首台全背景場可調控測量的超導力學科學研究裝置升級,以期滿足高場超導磁體研製中的力學基礎實驗研究需求。

新聞背景

關於中國科學院等離子體物理研究所

中國科學院等離子體物理研究所成立於1978年9月,主要從事高溫等離子體物理、磁約束核聚變工程技術及相關高技術研究和開發,以探索、開發、解決人類無限而清潔的新能源為最終目的,是中國熱核聚變研究的重要基地,在高溫等離子體物理實驗及核聚變工程技術研究處於國際先進水平,先後建成常規磁體托卡馬克HT-6B、HT-6M,我國第一個圓截面超導托卡馬克HT-7,世界上第一個全超導托卡馬克EAST,在物理實驗中獲得了一系列國際先進或獨具特色的成果,榮獲多項國際國內重要獎項;成功地參與了國際熱核聚變實驗堆ITER計劃,為國家爭得了榮譽。

關於自主研製的國際首台


極低溫-電-磁多環境場超導材料

力學性能測試設備

針對國內外目前尚無超導電磁材料極端全背景場下力學測試的科學儀器和平台的現狀,蘭州大學以周又和教授、王省哲教授領銜的超導電磁結構力學研究組在國家重大儀器研製專項的支持下,自主研製了國際上首台「極低溫-電-磁多環境場超導材料力學性能測試設備」。提出了內外兩級低溫控制、高均勻度背景磁場、低溫下DIC光學非接觸全場測試技術途徑,攻克了低溫連續變溫、多場耦合加載和多場信號自動採集等技術難題,實現了超導線/帶材力學性能和材料參數隨溫度、磁場、載流、力學加載等變化的多場測控。

該自主研製設備主要包含極低溫、背景磁場、強電流加載和控制、力學加載與控制等6個子系統,在設計理念、功能及性能指標等具有先進性和科學意義。可直接運用於越來越多的服役於複雜極端環境場下的電磁功能材料與結構的多場性能測試與基礎實驗研究,主要性能指標包括:極低溫及連續變溫(4.2-300K)、高載流(0-1000A)、強磁場(0-5T)可控與可調複雜極端多場環境,多變形模式下力學自動加載和測量以及低溫-電-磁多物理場表征。

該大型科學儀器的成功建成,可為現代大型高新技術裝置中的超導電磁類材料與結構的設計、研製與應用提供實驗測試平台;也將有力推動我國在超低溫力學理論和電磁類智能材料在低溫-電-磁極端環境與多學科交叉前沿研究領域研究水平的提高。

圍繞科學儀器研製,研究組在極端多場測試技術、人才培養、國際國內交流等方面取得了一系列重要進展與成果。形成與低溫多場環境相關的實驗表征方法與技術專利13項、轉讓專利2項;相關的超導材料多場測試方法、基於應變的失超檢測新技術已在中科院近物所多個大科學裝置中得到應用,發揮了重要作用並受到好評;促成了相關力學研究納入中科院先導計劃B「下一代高場超導磁體關鍵科學與技術」。


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