呕心沥血 铸造“人造太阳”钢铁脊梁

2024-06-28 15:08 文:张一鸣 13600 点击

1984年9月21日22时18分,四川乐山,在位于肖坝的一座山坳里的585 所“451 工程”大厅内,中国第一座“人造太阳”核聚变实验大科学装置——中国环流器一号首次正式启动“联调”。当中央控制室的荧光屏上出现环电流波形,表明装置获得相对稳定的长脉冲等离子体时,参加实验的人群沸腾起来,十几年的艰苦努力化作欢声笑语,在山坳里久久回荡。1984年11月7日,中央电视台及全国各大媒体报刊报道了这一消息。在《文汇报》头版头条《中国环流器一号顺利启动》的新闻报道中,我们第一次看到了他的名字:“参加这一装置工程设计的五十五岁高级工程师何成逊说:我国研制的中国环流器一号装置的成功,迈出了我国开发新能源有意义的一步”。

我国第一座“人造太阳”——中国环流器一号装置

作为“中国环流器一号”装置建设工程总负责人,为装置研制做出突出贡献的何成逊,在装置交付实验后,却退居幕后,鲜为人知。2015年,何成逊被提名入编钱伟长主编的《中国知名科学家学术成就概览》,被他婉言谢绝。他说:“中国环流器一号装置的建造,我只是其中一个很普通,很平凡的一员”。本稿开始写作立意时,我们再次电话联系了远在苏州,已经95岁高龄的何成逊,何老依然坚持自己的观点。所以,我们的文章,就从何老平凡的科研工作生涯,平凡的故事开始…

 电机出身 转入核能  1949年,何成逊考入上海交通大学电机系学习电机制造,成为上海交通大学招收的第一届电机制造专业学生。大学毕业后,何成逊被分配到哈尔滨电机制造厂。1955年,苏联为该厂援建一间汽轮发电机制造车间需要培养一批车间主任和工艺设计人员,选派7个人去苏联学习一年,何成逊是其中一员,被派到苏联哈尔科夫电机制造厂学习大型直流电机的设计制造。在这一年中,何成逊不仅学习了该厂的设计、制造技术,还收集了不少有关直流发电机,轧钢,船舶电动机的新老设计资料。1958年,何成逊加入中国共产党。同年,黑龙江成立原子核物理研究所,曾担任哈尔滨汽轮机厂厂长,时任中科院黑龙江省分院领导,并兼任原子核物理研究所所长的黄葳先生,为拟上马的加速器工作,商定将何成逊从哈尔滨电机厂抽调出来。1959年底,何成逊被派到苏联杜布纳联合核子研究所核反应研究室任工程师,参与“Y-300”回旋加速器的安装、调试、及实验工作。在实验室工作的两年中,何成逊白天参加工作,晚上补充基础,较快地了解了有关加速器方面的知识。后来要开展外靶实验,加速器遇到了难题,把离子偏出去的一个偏转板原设计电压是90千伏,装起来之后,90千伏坚持不住,无法工作。当时,加速器运行的值班长何成逊,通过对粒子运行的规律分析,提出了把偏转板由所处圆弧向后移几度,可以解决这个难题的方法,被成功采纳,顺利地引出了所需离子束,受到杜布纳联合核子研究所核反应研究室室主任的重视。

学习回国,涉足聚变  东北三省的原子能研究机构合并后,1962年,黑龙江原子核物理研究所更名为中科院东北技术物理所。到苏联学习加速器的何成逊此时也回到了东北技术物理所,却被领导告知,加速器不搞了,要搞“受控(核聚变)”。何成逊喜欢买书,在苏联的两年,买了大量核能方面有关加速器的书。现在要转核聚变,对此一无所知的他,开始关注核聚变方面的书籍,帮助他入门的两门书,就是王承书先生翻译的《雪伍德方案》和《热核研究导论》。

第二届全国电工会议(前排右8为李正武,后排左4为何成逊)

何成逊回国时,正好赶上全国第二届核聚变研究学术会议(当时为保密起见,称第二届“全国电工会议”)在哈尔滨召开,得到了一次学习的机会。1963年,中科院东北技术物理研究所划归二机部,启用代号“东北503所”,何成逊被任命为第一研究室副主任兼离子源组组长,另一副主任为王魁武,兼理论组组长。1962年-1964年,正值困难时期,室里要建的研究设备,钱付出去了,设备却迟迟不能回来,就在这种困难状态下,何成逊和王魁武一道,组织人员北京、上海四处奔波,做调研,找出路。带领全室科研人员,因地制宜,建实验室,拟科研课题,硬是用室里闲置的7个电容器,外加1个单匝铜线圈,1964年在短短数月时间内建起了东北技术物理所第一台核聚变实验装置—— “角向一号”。“角向一号”箍缩装置的建成及相关课题的开展,带动了室里离子源以及微波、光谱核测量等学科的进展,也为此后角向箍缩的深入研究打下了基础。不久,时任二机部副部长,中科院原子能研究所(401所)所长钱三强到东北技术物理研究所视察,观看了“角向一号”装置。     

钱三强视察东北技术物理所旧址

祖国需要 建设三线   由于国家战略布局调整,国务院国防工业办公室和二机部决定,将从事受控核聚变研究的哈尔滨东北503所、北京中科院原子能研究所14室和水电部电力科学研究院的热工二室等单位调整集中,迁往三线地区。1964年,503所副所长霍亚夫与何成逊接到召令,前往北京与401所器材处处长王金才,基建处处长孟昭师一道,在二机部五局领导带队下两次前往西南地区寻点。先后考察了乐山、峨眉、夹江、眉山、彭山、内江、自贡等地,最后按照中央确定的三线建设“靠山、分散、隐蔽”的方针,将研究所搬迁选址定到了乐山肖坝一个山坳里。之后,何成逊又带领部分技术人员到北京二机部第二设计院,配合开展三线搬迁“503工程”的基建方案设计。“503工程”当时包括了585所、586所两个研究所的建设。585所即是东北503所、401所14室和水电部电力科学院热工二室集中调整后新建的从事受控核聚变研究的研究所。586所也是计划从401所迁往三线,从事低能核物理研究的研究所。为保密起见,两个所对外的名称均为“西南化工机械研究所”,585为一分所,586为二分所。1969年,586所撤销合并到585所,定名“西南585所”,585所就此成为我国最早从事受控核聚变科学研究和能源开发的大型专业研究所。

建设中的585所

再次受命 勇挑大梁  1970年底,585所的核聚变研究顺应国际发展趋势,迅速开拓环流器的研究方向,转向以托卡马克途径为主。为此,所内组建了环流器研究团队,由何成逊担任负责人,开展装置方案的研究。喜欢买书的何成逊,1964年因寻点在北京出差经过王府井时,在一间报刊亭买到一本苏联出版的《原子能》杂志,上面正好刊载有一篇全面介绍苏联研制成的T-3托卡马克的文章。当时所里有关托卡马克装置的资料很少,何成逊将此文进行了翻译,成为了一篇设计中很有用的参考资料。在何成逊的带领下,完成的“中国环流器一号”工程技术设计方案1971年初上报二机部。当年10月,经国家计委和国防工办批准,“中国环流器一号”托卡马克装置正式立项投入建设,装置工程被列为国家第四个五年计划的第一项重点工程,由此代号取名为“451”工程,何成逊此时被任命为“451工程”的总负责人。451工程牵涉到主机、多种磁场线圈、支撑、加热、真空、屏蔽和各种大型供电、控制设备的庞大工程,许多的东西都是第一次遇到,太多的方案需要拍板。何成逊作为工程项目总负责人,从各项方案的讨论,到技术细节的敲定,都有他的身影。

现场汇报(左二李正武;右一何成逊)

中国环流器一号装置设计中采用的主要设备如主机、大型飞轮特殊6相发电机组都属于国内首次采用,需要专门设计、研制,而且一些特殊材料和部件也需要另行研制或改进。工程的“非标”设备高达1074件。在二机部和585所的直接领导下,何成逊带领的451团队和二机部第七设计院、27公司、23公司、大连523厂、西安524厂等单位共同努力,前后共与全国十几个省、市、工业部,近百个厂、所、院校的大力协作,边干边学。1984年8月,国家大科学装置,中国第一座“人造太阳”——中国环流器一号(HL-1)在四川乐山终于建成,并于9月21日顺利启动,投入运行。此时在中央控制室看着屏幕上一组组调试数据的何成逊,已是心潮澎湃,心绪难以平静。回想起2900多个日日夜夜装置研制的艰苦日子,451团队的同志们一批接一批,冒严寒,迎酷暑,在大连523厂和其他各厂驻厂,克服重重困难,不断试验改进,攻克了几十项技术难关,中国人终于朝着实现核聚变清洁能源的世纪目标迈出了坚实的一大步。1987年,中国环流器一号装置研制获得国家科技进步一等奖,这是我国磁约束核聚变领域首次获得的国家科学技术进步最高奖项。为“451工程”设计、研制和调试倾注大量心血的何成逊位列获奖名单榜首,获得此项殊荣的451工程研制团队获奖名次依次为:何成逊、陆裕清、徐继忠、焦伯良、胡高、潘垣、许澍均、付绍先、董振杰、李国栋、熊滋荣、马腾才、迮明瑞、唐觉春、缪家其。中国探索“人造太阳”的历史将永远铭记以他们为代表的451团队的所有科研技术人员。

全国各大媒体报道中国环流器一号顺利启动

心系聚变 鞠躬尽瘁   何成逊1952年从上海交通大学毕业后,到1994年退休,40多年来,从主任设计员一直到研究员级高级工程师,从电机制造、加速器制造到国家大科学装置——中国环流器一号的研制,先后担任研究室副主任、中国环流器一号工程总负责人、核工业西南物理研究院科技委副主任,被授予核工业部劳动模范称号。他为中国的核聚变科学研究事业,尤其在中国环流器一号国家大科学装置的研制中做出了突出贡献。但他一直以来却处事低调,待人谦和,不计名利,默默奉献。1994年,何成逊退休后,仍心系核聚变事业发展。1995年,中国环流器二号A即将投入安装,何成逊再次被返聘参与中国环流器二号A的相关工艺和建筑设计。2016年,已经88岁高龄的何成逊为培养核工业的后继人才,激励师生发扬核工业精神,奋发进取、报国图强,将自己珍藏多年的430册图书、301册期刊无偿捐献给了成都理工大学工程技术学院图书馆。

何成逊捐赠的部分图书

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