
开栏词:九九重阳佳节至,在这收获的时节,合肥科学岛上,风景旖旎。科研成果频出的今天,老一辈科学家为此金秋奉献了自己的青春。就让我们随着记者的笔触,领略他们的风采,向在科学岛上默默奉献的老一辈科技工作者致敬!
中安在线、中安新闻客户端讯 42岁确定自己的学科方向,经多方努力,建成我国第一个20万高斯混合磁体强磁场装置,使我国成为世界上第七个拥有20万高斯强磁场的国家;年近古稀担任国家大科学工程-稳态强磁场实验装置-项目总工,历时9年,再次建成磁体技术和综合性能国际领先水平的稳态强磁场实验装置。他就是中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心首席专家、磁体科学与技术专家高秉钧。
高秉钧
不惑之年 锚定自己的学科方向
1978年5月,高秉钧全家来到合肥科学岛,从此他的科研人生便和科学岛产生了“量子纠缠”。
据高老回忆,当时受控聚变站有三个分站:一分站、二分站、三分站。“我在一分站,也就是工程站,做托卡马克装置的设计和研制,那时候叫8号工程。”1978年10月份,中国科学院在受控站的基础上成立等离子体物理研究所,高秉钧成为了等离子体所的一员。
1981年下半年的一天,等离子体所所长霍裕平找到高秉钧,让他带领所在研究室,开辟一个新的科研方向,也就是这一天决定了高秉钧接下来的科研人生的研究方向。
美国1960年在麻省理工学院(MIT)建立了世界上第一个强磁场实验室,我国是第二个布局成立强磁场的国家。“当时,我们用了一年多的时间调研,最后决定以建立20万高斯的混合磁体实验装置为目标。”1983年高秉钧团队拿出方案,科学院数理学部1984年4月正式批准,给了200万经费。
“这对我的人生是一个大的转变,那时候我已经42岁了,终于有了自己的学科方向。”高老回忆道。
从无到有 建成20万高斯强磁场
1983年,第八届国际磁体技术会在法国召开,科学院派两人参会,高秉钧是代表之一。“我当时接这个任务(建设强磁场实验装置,要做水冷磁体、超导磁体等)的时候,过去没做过,国内也没人做过。”
到了法国,高秉钧没有参加大会组织的集体参观,而是单独去了格勒诺布尔(Grenoble)法国强磁场实验室。
“当时接待我的人叫汉斯(Hans),我跟他说我们准备做强磁场,他很感兴趣。”
汉斯:“你们中国要做强磁场?”
高秉钧:“准备做。”
于是汉斯就带高秉钧参观了他们的整个实验室。
1987年在美国麻省理工学院召开第十届国际磁体技术会,高秉钧又去把麻省理工学院的国家磁体实验室看了一遍。在会议上高秉钧又碰到了汉斯。
汉斯问:“你干得怎么样啦?”
高秉钧答:“水冷磁体设计得差不多了,已经在加工了。”
汉斯又问有什么需要帮忙的,高秉钧直言现在没有大功率稳态电源,因为做强磁场要兆瓦级的电源。
汉斯就跟高秉钧说:“说不定我能帮你忙。”
原来,1981年5月,格勒诺布尔法国强磁场实验室在20T水冷磁体装置的实验中发现了量子霍尔效应,并于1985年获得了诺贝尔奖,之后马上就拿到经费,升级改造实验室。法国从原来的10兆瓦升级到24兆瓦,原来的10兆瓦的电源要退下来,可以赠送给高秉钧团队。
一年后,汉斯跟高秉钧说:“电源可以给你了。”
高秉钧马上邀请汉斯来中国访问,当时等离子体所副所长万元熙代表所里和汉斯谈电源的事情。
汉斯说:“派‘高’带一个电源专家去法国接电源。”
“就这样电源赠送给我们了。”高老回忆道。
1990年4月份,高秉钧带着黄乔林去法国,用了半年时间,把电源吃透,完成拆卸、包装,将电源用集装箱从法国马赛运回到科学岛。
有了电源,1992年5月,经过8年的专研攻关,高秉钧团队在毫无基础的情况下完成了20万高斯混合磁体强磁场实验装置建设任务,成功产生20T磁场。这就意味着我国成为世界上第七个拥有20万高斯强磁场的国家。
科技报国 矢志建设领先水平强磁场
在20T混合磁体实验装置建成并产生20万高斯强磁场之后,当年七月高秉钧就去美国在美国国家强磁场实验室工作了三年,设计了三个新磁体,一年一个台阶——27T、30T、33T,都创造了新的世界纪录,推动了国际强磁场发展。
1995年高秉钧回到了科学岛,回来之后就邀请美国国家强磁场实验室当时的主任和副主任来中国访问。1996年5月高秉钧又应邀去了一趟美国国家强磁场实验室,完成45T混合磁体内水冷磁体的设计。一年之后的1997年7月高秉钧回国。
回到科学岛之后,当时等离子体所正在做EAST项目。高秉钧担任EAST项目副总工,后来高秉钧到俄罗斯选超导线,去了两次莫斯科,回来之后他和所里说,强磁场不能放掉。
高秉钧多次去找当时科学院基础局的负责人,终于争取到做强磁场预研项目的经费。预研项目的负责人是崔平和高秉钧,首席科学家是高秉钧。
预研项目的任务是:1)新型水冷磁体比特片的国产化。找到了上海电气集团人民电器厂的模具厂,成功地加工了二个新设计水冷线圈的比特片;2)预研1.8K氦低温技术。成功地产生1.8K低温,达到运行条件;3)完成了直流脉冲发电机组励磁系统改造,从直流励磁到可控硅整流励磁;二并二串供电系统方案;以及准稳态运行的可行性研究;4)进行了强磁场下科学研究内容和装置建设的调研,在强磁场物理方面进行了相关课题的研究,发表了一批论文,凝聚了骨干。
“2004年,我们给国家正式编写提交了强磁场装置项目报告,发改委同意立项。”
从1997到2005年,高秉钧一直在跑强磁场装置项目。2005年强磁场科学技术中心成立。2008年,强磁场实验装置正式开工建设,高秉钧成为强磁场实验装置项目的总工程师,而那年他已经超过68岁。
年近古稀的高秉钧带着团队,没日没夜地苦干,这样一转眼就干到了2017年,强磁场实验装置通过国家验收,建成了磁体技术和综合性能国际领先水平的稳态强磁场实验装置。各项指标均达到或显著超过国家发改委批复的性能指标,强磁场水冷磁体技术达到世界领先水平。
当年,高秉钧荣获2017年度中国科学院杰出科技成就奖(突出贡献者)、2019年获得安徽省科技进步特等奖。(林中凰 记者 张毅璞)