中国成功研制“聚龙一号”装置 将助力核武器研究

聚龙一号装置放电瞬间

　　2013年10月10日上午，在四川绵阳中国工程物理研究院(以下简称中物院)流体物理研究所的聚龙一号装置实验主控制厅中，成果鉴定委员会的10位院士、5位专家目光如炬，紧盯屏幕上每一次数字的跳动。

　　“触发！”实验负责人丰树平的一声令下，伴随着低沉的闷响和大地的震动，在与控制厅相隔不远的试验大厅中，数十道紫色的电蛇猛然划破空间，自曲折蜿蜒中迸射出刺目的炽烈光芒。这就是中物院自主研发的、达世界一流水平的超高功率脉冲强流加速器——聚龙一号装置通过国家级鉴定的场景。

　　直面挑战 迎难而上

　　中物院创建于1958年，是我国唯一从事核武器研制生产的综合性研究院。流体物理研究所是中物院下属的第一研究所，主要从事核武器、高新技术武器研制工作。

　　伴随着1996年全面禁止核武器试验条约的签署，如何在实验室条件下，创造出接近核武器爆炸产生的极端高温、高压、高密度、强辐射条件，成为新时期核武器研究能否有效开展的关键。

　　近几十年来，由于军事应用需求的强烈牵引，高功率脉冲技术成为主要的有核国家研究的焦点，美俄投入了大量人力物力，先后建立了一系列超大脉冲功率装置。与之相比，我国起步较晚，基础薄弱。

　　2004年，国家批复中物院正式启动相关工作。在聚龙一号装置的总体设计方案中，同步触发方案是其“灵魂”之所在，必须设计出完善的激光触发开关同步触发方案。邓建军率领项目组在开展了大量关键技术攻关的基础上，最终取得了成功。

　　总体技术方案既定，标志着聚龙一号装置研制的大幕正式拉开。

　　汇聚能量 绽放异彩

　　2012年3月，聚龙一号装置整机安装工作全部结束。直径约33米、高度近7米的聚龙一号装置傲然矗立。2013年6月，由国内加速器、脉冲功率技术和等离子体物理专家组成的测试组，对聚龙一号装置相关技术指标进行现场测试。测试结果表明，装置输出电流的水平处于国际同类装置的先进水平。

　　截至2014年6月，经过共计120余次实验的历练，不仅充分证明了聚龙一号装置能够产生瞬间功率高达数十万亿瓦、温度数百万度的X射线辐射，也可以产生高达数百万大气压的加载压力，同时利用该装置取得了一批达到国际先进水平的物理实验结果。

　　2013年10月10日，聚龙一号顺利通过了国家级鉴定。这一项目的建设，为该技术领域新概念和长远发展方向探索奠定了重要基础，成为我国高功率脉冲技术发展的又一个里程碑。

　　聚龙一号项目的成功，将对核武器物理研究产生重要的影响。同时，也将为聚变能源科学、材料科学等前沿科技的发展创造有利的条件。项目研究过程中的重重难关造就了一支素质良好、善于协同攻关、能打硬仗的队伍。

　　未来，在超高功率脉冲技术的大舞台上，且看中国人的矫然身姿！

　　凝智聚力 自主创新

　　聚龙一号装置庞大繁杂而又极为精密，各个部分环环相扣、丝丝相关，需攻克的单元技术难关高达数十项之多，其中有多项技术是世界级难题。

　　在几乎是从零开始的研究过程中，邓建军、谢卫平等人精心筹划、积极协调技术攻关和装置建设，全体攻关团队成员凭借敏锐物理嗅觉在迷雾中探寻规律，在脑力极度碰撞中迸射出智慧火花，终于铸就了一个个单元项目的成功。

　　激光触发多级多通道开关是控制聚龙一号装置中能量在约亿分之一秒内释放的“闸门”，作为核心的可控超高功率活性元件，关系到装置的总体运行效率和可靠性。王淦昌院士曾认为，应用激光开关实现多路装置同步放电是脉冲功率技术发展的里程碑之一。在2002年对其进行论证的时候，国际上仅美国拥有这一研制技术，且在不断地摸索改进中。

　　攻关团队凭借不屈不挠的精神，在探索中前行。他们通过反复实验和数值模拟计算，探究着其中极细微、深入的物理规律，获取了大量基础物理数据，提出的技术方案在后续的实验中被证实具有突出的优越性。

　　这一台在我国核武器研究进程中具有标志性意义的科学实验装置的建成，使我国成为世界上极少数独立掌握数十万亿瓦级超高功率脉冲加速器设计和建造技术的国家，是我国高功率脉冲技术发展的又一个里程碑！ (怀秋)