潘垣院士矢志不渝造“太阳” 攻克世界级难题为北京冬奥供好电

来源:长江日报 发布日期:2022-06-26 10:34
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中国工程院院士、华中科技大学教授潘垣。

6月25日,湖北省科技创新大会举行,中国工程院院士、华中科技大学教授潘垣出席,并被授予“突出贡献奖”。

可控核聚变反应装置被称为“人造太阳”,这其中凝结着无数科研人员的心血与汗水。潘垣院士就是中国最早从事核聚变研究的主要成员之一,同时也是中国核聚变电磁工程和大型脉冲电源技术的主要开拓者。

他曾获国家科技进步一等奖2项,省部级特等奖一项,一、二等奖多项。1997年当选为中国工程院院士。今年已88岁高龄的他,仍坚持在科研和研究生教学一线。

■ 怀着赤诚报国心做科研,矢志不渝造“太阳”

“我最大的愿望就是不让苦难在我的祖国重演,要让我的祖国强盛起来,不再受外侮欺凌。”儿时经历过民族灾难的潘垣,几十年来始终如一秉持报国情怀,紧盯国际学术前沿,前瞻国家重大需求,追逐着一位战略科学家赤忱的中国梦、强国梦。

他是磁约束核聚变与等离子体物理专家、强磁场与脉冲功率技术专家、高电压电器技术专家,我国磁约束核聚变和大型脉冲电源技术的主要开拓者。

在磁约束核聚变方面,他在等离子体破裂抑制与缓解这一国际前沿科学问题上作出突出贡献,牵头设立的华中科技大学J-TEXT聚变装置被遴选为ITER(国际核聚变能源计划)的全球四大预研装置。近年,他还创新性地提出氘氘核聚变中子源与氘氘核聚变能源科学工程方案。

在脉冲强磁场方面,他针对多磁体合成脉冲强磁场,首次提出去耦技术,针对平顶脉冲强磁场,首次提出线性迭加合成技术,创造了新的世界纪录。提出并指导“脉冲强磁场国家重大科技基础设施”前后两期科学工程建设,已被国际权威专家评为“超越国际同类水平”。

在脉冲功率方面,他研制成多种脉冲功率电源系统,不仅成功用于国防军工,还成功用于油、气增产新技术,大幅提高了克拉玛依、大庆等老油田的产量。

在高压电器方面,他带领团队研发的110kV、220kV交流断路器和500kV交流限流器,指标均处于国际领先,研制的创新型500kV全机械式直流断路器已成功用于张北柔性直流电网,该电网属国际首创,解决了多年困扰我国的大规模风电并网问题,确保了绿色环保的冬奥会和冬残奥会胜利召开。而该电网也源于他向中央的建议报告。

长期科研工作中,潘垣始终把个人追求同国家追求高度统一,坚持“四个面向”,倡导并推进“电气化+”的学科发展战略。他曾表示:“虽然我的追求在不同的时代会有不同,但是有一个核心没变,那就是服务国家战略需求。”

■ 聚焦科学“无人区”,大幅提升我国高端电力装备国际影响力

“潘院士有一个理念:人无我有,人有我强,人强我新,这也是我们的座右铭。”华中大电气学院教授袁召与潘垣相识15年。3年前,他作为院士团队的一员,成为北京冬奥会“张北柔性直流电网”项目的主要参与人。

袁召介绍,项目背后存在一个重要的技术瓶颈:高可靠性的直流断路器的研发,这也是团队的重点攻关内容。

此前,国家电网使用的多是混合式直流断路器,依赖国外原理和核心部件,且价格昂贵。潘院士提出,要研发具有自主知识产权的、经济成本更低的、可大规模推广的全新机械式直流断路器,改变依赖国外技术的瓶颈,“研发出更好的直流断路器”。

“这项工程技术难度大,没有现成的经验可循。我们只能通过无数次计算、实验,不断优化改进。”袁召说,项目研发难度很大,三年的刻苦攻关,团队反复研讨、反复设计,最终研发出世界首台500千伏电压等级工程化应用的机械式直流断路器,并于2020年6月在“张北柔直工程”中成功投运。它不仅带动了直流断路器新设备产业的发展,形成产值上亿元,更大幅提升了我国高端电力装备的国际影响力。

“我们时常会聚焦科学的‘无人区’,潘老师是为我们引路的人,带着我们攻关克难。”谈到这位耄耋之年仍坚持科研的科学家,袁召满脸钦佩:“老前辈一生心系科研,我们年轻人又有什么理由懈怠?”

■ 年近90岁仍在学习,提出“电气化+”育人理念

虽然已是高龄,潘垣仍心系科研一线。华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心主任李亮教授说,潘院士常常一大早就到办公室门口,找他们商量科研方案。

李亮主持建设了教育部高校第一个国家重大科技基础设施——脉冲强磁场实验装置。这项由潘院士提出并指导的科研工程,大到设计方案构架,小到装机器、拧螺丝,都是科研团队自主完成。如今,李亮正在筹备制定强磁场优化提升二期建设方案,“我时常会想起潘院士‘人无我有,人有我强,人强我新’的科研理念,在国际赛场上,我们要做得更好、更领先”。

如今,潘垣仍在不断学习。据学生们介绍,他每天都要阅读当天的重要新闻,从中获取前沿讯息,找到可能的科研方向。满头银发的他声如洪钟,走起路来比很多年轻人还快。

2021年,潘垣以第一作者撰写论文《面向“电气化+”的电气工程本科人才培养体系重构刍议》,倡导并推进“电气化+”的学科发展战略。他结合最时兴的“互联网+”概念,提出探索“电气化+”的电气工程本科人才培养体系重构的思路,构建“厚基础、宽领域、跨学科、重实践”的课程体系、让电气学科这一门传统学科,适应时代变革,培养交叉学科人才。

在一次讲座中,他提到:“我学习的目的是什么?我要了解国家的重大需求在哪里。我仍然在学,不断地在学。”他寄语当代青年人:“个人的追求必须跟国家的追求高度统一,先天下之忧而忧,后天下之乐而乐。”