科研生产技术支撑和后勤服务工作

1、等离子体所二 00九年度全所工作总结2009年，是祖国60华诞和中科院建院60 周年，在所领导班子 和所党委的正确领导下，全所职工、学生贯彻落实科学发展观，继续 发扬大科学团队精神，围绕科研中心工作开拓创新、不断进取，在我 所跨越发展中取得了一系列的显著成绩，并受到了党和国家领导人的 高度重视。先后有中央政治局常委李长春、李克强等领导来所视察， 李长春向我所科研人员寄语“发展聚变、造福人类”。仅从以下几个方 面对 2009 年全所的工作做一个回顾。一、重要荣誉与成果等1. 2009年12月2日，中国工程院通报了2009年院士增选结果， 公布了当选院士名单，万元熙研究员众望所归地当选为中国工程院 “能源与矿业工程学部”院士。万元熙同志作为等离子体所的一员，凝 聚和带领 EAST 团队艰苦创业、锐意进取，为核聚变研究事业做出了 重要贡献。这反映出等离子体所人的凝聚向心力和开拓创新精神，也 是研究所大科学文化团队的荣誉。此外，11 月 10 日，何梁何利基金 奖在北京人民大会堂揭晓，万元熙研究员荣获“何梁何利科学与技术 进步奖”。2. 全所发表论文305篇，SCI收录111篇；EI收录86篇

2、；STP 收录 11 篇。申请专利77项，其中发明专利59项，实用新型专利18 项。授权专利3 1 项，其中发明专利23，实用新型专利8 项。二、EAST/HT-7大科学装置成果1. EAST获60秒高参数长脉冲偏滤器等离子体等多项成果EAST 托卡马克春季物理实验为期3个多月，于4 月26日结束， 获得在等离子体电流250kA、中心密度大于1.6x1019m-3,中心电 子温度大于1500万度、拉长比为1.9的条件下，稳定重复的60秒 非圆截面双零偏滤器位形等离子体放电。未来ITER是在等离子体拉 长比为1.75的单零位形下的400秒长脉冲条件下开展物理实验，目 前正在运行的国际大中型托卡马克仅有EAST能获得大于60秒非圆 偏滤器位形等离子体放电。该轮实验从1 月1 5日开始，各相关研究 室和部门围绕托卡马克物理前沿研究领域，特别针对ITER未来物理 实验的许多关键科学技术问题， EAST 项目组做了精心的准备，获得 一系列让EAST国际顾委会高度评价的重要实验结果。2. HT-7实验成果在HT-7托卡马克开展了高功率ICRF加热、锂限制器物理实验等。2009 年 HT-7 冬季实

3、验在各系统改进的基础上，重点围绕高功率ICRF 加热及双天线调相开展了系列实验研究。本轮实验装置等离子 体运行时间为30天，其中各类实验提案14天，ICRF实验8天，新 的控制及交流运行4天，系统故障及检修3天。总放电次数3728次， 其中有效放电次数3054次，有效率达82%, ICRF和LHCD加热和 电流驱动实验2610次（70）。实验共完成各类实验提案45项，获得了一些重要的结果。通过对运行模式的优化和主要物理结果的集 成，实现了高功率下双天线的调相，单天线最大注入功率达 800KW， 初步观测到有效的离子加热，并在 LHCD 协同下开展了相关的加热 和电流驱动以及约束和输运的研究。三、ITER进展及相关工作我所相关国内配套研究工作积极展开，在ITER大型超导磁体系 统馈线研究、ITER校正场线圈设计和制造研究、绝缘子课题、ITER 部件转运车、ITER电源、ITER导体制造的R&D等方面开展了大量 的富有成效的工作。目前，我所承担的 ITER 中国采购包任务取得很大进展，已处于 七方中采购包设计、预研和制造的前列，为推动ITER计划和加快核 聚变能研究进程发挥了重要作用。同时

4、，我所积极开展ITER计划国 内配套项目的研究。在科技部首批批准立项和启动实施的 9 个 ITER 计划国内配套研究项目中，我所承担了 3 项。我所在 ITER 方面的重要进展有：为超导导体研制及成型新建成 了 CICC 车间和世界上第一条约长达1000 多米的穿管线，为全面完 成采购包任务奠定了良好基础；由我所牵头设计研制的中国第一个 TF导体实验样品TFCN1，顺利通过国际测试并获得高度认可；我所 科研人员完成了 ITER 极向场电源的新设计方案，等等。10月，李建刚与中国ITER执行中心（ITER-DA）罗德隆副主任 签署了 ITER计划国内采购包制造任务的首份合同ITER计划环 向场（TF ）认证导体合同，这标志着我国政府对国际组织的实物贡 献由承诺正式进入实施制造阶段。四、聚变相关研究室主要工作与进展1. 装置总体研究室在EAST主机维护改造方面，一室开展了大量的工作，如EAST 装置主机维护改造，绝缘子课题、新型离子回旋加热（ICRF ）天线 设计与研制、EAST双共振环ICRF天线的改造、德国GSI超导二极 铁线圈技术开发合同完成等。2. 电源及控制工程研究室二室2009

5、年完成了各项科研任务，如EAST极向场电源（包括 极向场电源、快控电源和高压电源）、纵场电源及失超保护系统、无 功补偿及谐波抑制系统完成EAST试验运行任务;交直流机维护运行 系统完成了多项任务；DNB电源课题组完成了高压电源的维护运行 等。3. 导体磁体和电力节能技术研究室三室在应用超导技术领域，按计划开展和完成了 EAST超导磁体 安全运行和技术诊断，导体实验装置的设计和建设，ITER导体制造 的 R&D 工作，高温超导应用等工作。其中，设计研制出的中国第一 个TF导体实验样品TFCN1，顺利通过国际测试并获得高度认可， 被认为是性能最优秀的 TF 导体。三室围绕 EAST 主要开展的工作有 EAST 的工程调试、超导磁体安全运行和技术诊断等，此外还组织对 EAST 高温超导电流引线的评估和验收、系统改造等。4. 等离子体理论研究室2009 年，五室共获得 3 个国家自然科学基金；积极参与了 ITER 国内配套研究项目计划；参与 2010 年 EAST 先进偏滤器物理研究项 目的申请；参与主办中科院磁约束聚变理论中心第一届“约束改善理 论研讨会”；获得多项研究成果，在国内外期刊和会

6、议上发表文章和 报告十多篇。另外，OneTwo、GaTo两个程序已公开使用。5. 托卡马克实验室六室承担着 EAST 和 HT-7 装置的运行和物理实验的重要任务。 在 EAST 托卡马克开展了丰富的偏滤器物理实验，取得大量研究成 果，在第 19 届 PSI 国际大会发表 6 篇相关论文。开展了低杂波电流 驱动实验研究，实现了 EAST 长达 60 秒的双零偏滤器位形的 LHCD 放电，最大低杂波入射功率达1.2 MW。在HT-7托卡马克开展了高 功率 ICRF 加热、锂限制器物理实验，还完成了 45 项其它实验提案 的物理研究，以及 30 项诊断。6. 计算机应用研究室七室完成了 HT-7、 EAST 相关的实验任务。总控系统保证了 EAST、 HT7 的安全可靠运行；建立了以 PLC 为基本元件的 EAST 安全联锁系统，中央定时和放电同步和管理系统满足了 HT-7 和 EAST 的放电需要。等离子体控制方面建立了 EAST PCS 的备份系 统，发展成熟了各种放电辅助工具系统。EAST数据采集系统运行基 本稳定，此外，在实验中提供了准确可靠的电磁测量信号。7. 低温技术与超导研究

7、室2009年度低温系统总运行天数191天，进行了制冷机、压机站 等方面的低温系统维修改造工作，以及透平测试阀箱、氦储气系统相 关的低温工程建设。在低温系统运行模式的探索与优化、低温关键技 术的研究方面取得很多成果，如成功探索了内置低温泵运行的模式， 研究出2KW制冷机的最佳运行模式，调试出一台国产透平C，建立 低温过程和控制模拟平台，进行德国1.8K氦制冷机的应用研究等。8. 微波加热与电流驱动实验室离子回旋加热组（ICRF）1.5MW发射机首次参加HT-7实验， 最大馈入功率500KW（ 40MHz ）;在EAST加热实验馈入300KW 功率（38MHz ）。HT-7装置ICRF新天线成功安装；EAST装置新 Loop天线设计加工完成。此外，新建成一套PSM24KV/130A电源 系统；新的4.5MW发射机加热系统工作进展顺利。低混杂波电流驱 动组（LHCD ）在HT-7实验中最高功率约600KW，辅助实现了 63s 的长脉冲放电和高参数实验。此外，单管高功率测试台、2.45GHz 低杂波系统、EAST-4.6GHZ低杂波系统新型天线系统等进展顺利。9. 反应堆技术研究室 十二室的工

8、作取得诸多成绩：在反应堆概念设计研究方面，提出了基于现实可行技术发展新一代聚变-裂变混合堆的思路；在反应堆 材料研究方面，自主研发的聚变堆结构材料CLAM钢；完成了 TBM 研制发展规划及1/3尺寸TBM研制的关键问题调研与解析，；在反 应堆包层技术方面，建造了具有自主知识产权的Dragon系列液态锂 铅合金实验回路；在核安全研究方面，已初步完成高技术复杂系统可 靠性研究工作在核技术应用研究方面，精确放射治疗系统 ARTS3.0 已完成关键技术与原型系统开发，等等。10. 中性束注入研究室十三室按计划开展并完成了各项科研工作。如编写EAST-NBI 物理方案（修改稿）以及EAST-NBI初步设计；EAST NBI 离子源样机的研制工作顺利，即将开展组装； NBI 综合测试平台的束 线本体的物理设计工作全面展开。在理论与实验物理方面，对束功率 沉积剖面和驱动电流剖面的影响进行了研究，主动光谱诊断 ACX-DNB 参加了 HT-7 实验，光谱诊断在光学多道分析仪（ OMA）、 二维弯晶谱仪（XCS ）、软X射线-极紫外光谱诊断（XEUV ）等方 面开展了诸多研究。五、新学科发展与科研工作成

9、果1. 离子束生物工程研究室 四室在离子束生物工程及平台建设、辐射与环境和巢湖环境污染 控制修复3个研究方向的主要成绩有： （ 1）主要完成了单离子束在 线检测新系统建成、建立拟南芥体细胞同源重组辐照效应研究体系； 建立了一套适合FTIR光谱测量的样品前处理方法和实验优化手段 等。（2 ）在全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS ）诱发线虫生殖细胞凋 亡机理研究、强磁场在磁性纳米材料介导肿瘤靶向治疗中的作用研 究、纳米材料表面生化修饰痕量检测POPs等方面取得进展。（3） 围绕产业化关键技术研发、规模化试验示范和加快成果向企业转移转 化开展工作取得成效，如磁捕船下巢湖试验效果不错；化肥控失技术 研发成效显著，得到路甬祥院长的高度关注。2. 太阳能材料与工程研究室 九室围绕染料敏化太阳电池相关工作开展实验，同时积极开展聚合物太阳电池的研究，进一步获得了国家863重点项目的支持，对 前期部分研究成果进行实用化的研究。同时参与了973计划、 863 计划、自然科学基金的规划等。（ 1）中国科学院新型薄膜太阳电池 重点实验室第一届学术委员会会议于年底召开。（ 2）参与完成中 国至2050年能源科技路线图等出版物。 （ 3）成功获得了863计 划重点项目（经费964 万元）和中国科学院知识创新工程项目（经 费 600 万元）经费资助。通过和铜陵市科技投资有限公司和企业合 作，成立了铜陵中科聚鑫太阳能有限公司，从事染料敏化太阳电池中 试线研发。（ 4）申请成立的中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验 室获得批准。3. 低温等离子体应用研究室等离子体应用研究主要包括：等离子技术在环境污染治理中的研 究；热、冷等离子体物理技术及其应用，如等离子体处理固体危险废 弃物、等离子体煤裂解、新型聚合物质子交换膜及其燃料电池制备、 等离子体引发聚四氟乙烯基材接枝磺酸单体制备离子膜的研究、等离 子体灭菌等。低温等离子体应用在人才培养方面成就显著。王祥科研 究员被Elsevier和Science News联合评选为“Scopus未来科学之星” 环境科学领域金奖，被日本静冈大学聘为客座教授，获得“朱李月华 优秀教师”

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