为了中国“人造太阳”早日点亮——“聚变堆主机关键系统综合研究设施”建设纪实

  中秋佳节时，位于合肥市郊的“大科学装置集中区”传来了一个好消息：聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区110千伏变电站正式投运启用，正式并入国家电网运行。

  “项目自2020年1月开建以来，历经疫情、汛情等多重考验，今年9月12日顺利完成启动及送电任务。”承建单位中建五局项目党支部书记徐辉表示，大科学装置园区率先实现“电通”，将为合肥综合性国家科学中心大科学装置园区建设提供保障。

  提起“聚变堆”，很多人就会联想到我国的“人造太阳”。“聚变堆主机关键系统综合研究设施”究竟是个什么设施?这一大科学装置建设背后又有着怎样的故事？中秋节前夕，记者来到位于合肥市郊的“合肥大科学装置集中区”一探究竟。

  化石燃料，不是人类的终极能源，石油煤炭，总有枯竭的一天。在化石燃料枯竭之前，人类必须提前找到符合人类的清洁能源。合肥聚变堆项目，就是按照太阳内部热核聚变的原理，设计建造可控的“人造太阳”，目的是为了解决人类的能源危机。

  2017年1月10日，合肥综合性国家科学中心获批，合肥大科学装置集中区为合肥综合性国家科学中心的重要组成部分。2021年《中华人民共和国国民经济与社会持续健康发展第十四个五年规划和2035年远大目标纲要》提出，“建设北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥综合性国家科学中心。”在国家重大科学技术基础设施方面，规划纲要明确，建设一批战略导向性基础设施，聚变堆主机关键系统综合研究设施位列其中。

  “设施主要建设内容为超导磁体研究系统和偏滤器研究系统。”承建单位中建五局项目负责人施旭光说起项目的科学意义娓娓道来。“设施科学目标是开展磁约束聚变堆边界参数下的等离子体行为研究，探究主机关键系统和部件复杂动态负荷对主机系统可靠性、稳定性、安全性的影响，评估偏滤器与超导磁体材料/部件在堆工情况下的服役性能，为我国开展聚变堆设计及核心部件研发、热与粒子排除核心问题研究、大规模低温和超导技术探讨研究、强流离子束与基础等离子体研究、深空探索等提供技术支撑。”施旭光说。

  施旭光和记者说，项目建设内容，主要为偏虑器研究系统和超导磁体系统提供基础设施和配套工程，项目建成后将成为国际聚变领域参数最高、顶级规模的综合性多学科交叉的主机研究设施。

  “建设‘国之重器’，过程中不得出现任何失误，我们最终目标是获得中国建筑行业工程质量的最高荣誉奖-鲁班奖。”施旭光说。

  沿着初秋的乡间小道，层层绿荫的尽头，屹立着一排排充满“科技感”的厂房。阳光穿过树叶的缝隙，洒在厂房银色幕墙上，折射出耀眼的光芒。合肥综合性国家科学中心首个落地的大科学装置项目——合肥聚变堆主机关键系统综合研究设施园区工程完工在即，曾经图纸上的“旭日金凤”如今已跃然至现实。

  尽管已经对用于试验的地坪，做了多次泥土回填，但土壤的含水率仍然让施旭光担忧。在“人造太阳”的核心厂房，地面承载力是建设者们关心的重中之重。且在后期工艺设施安装过程中，有预计单台重量超过600T的构件在厂房内安装，这对地面承载力提出了极大要求。按照设计的基本要求，地平每平方米的承载力最大可达40吨。

  “土壤的含水率仍然不理想，用换土作业的方式工期短，但土地的承载力无法保障，用打桩的方式加固地基，我们很可能面临项目延期的风险。”施旭光已连续一个星期深夜修改地坪实施工程的方案了。

  为了做好整个园区的地坪，施旭光特意选择12号厂房，安置人造小太阳主机的400平方米地面作为试验地坪，试验成功后才能推广至整个园区。试验、升级、再试验，这样的工作施旭光重复了很多次。在聚变堆项目中，和施旭光一样奋战在一线月加入聚变堆建设以来，章程回家的次数一只手都数得过来。今年25岁的章程，如今是项目的一名技术总工，“太忙了，每天夜里12点下班是正常状态。对我们来说，夜里12点后才算是加班。”章程说，因为施工中遇到的各种技术问题，都需要他们来解决，所以根本离不开，也不放心离开。

  从高空俯瞰，聚变堆像一只浴火重生的凤凰。“我现在建的是一个造福人类的工程，未来我也希望告诉我的孩子，这个‘人造小太阳’是爸爸建的！”提起他的工作，章程是说不尽的骄傲与自豪。

  29岁的钢筋工张成军，老家远在1700多公里外的哈尔滨。去年春节受新冠疫情影响，他选择就地过年，和他一同留在工地上的还有200余名工友。“工地上过节补助挺多的呢，年夜饭吃我们八个菜一个汤，吃的也很好哩。”最高峰时，现场施工人数高达千人，这里一沙一尘的建造都充满神圣。

  记者在项目采访中，很多工友的语言朴实无华，他们并不清楚自己所建的建筑承载了什么，有着什么重大意义，只清楚自己身上有那么一股责任感和使命感，得把每一件活干得漂亮。

  这片14万平方米的建筑工地，承载着国家科学的梦想和荣光，也牵连着数百名年轻工友的期待与乡愁。

  许多工友都和记者说说，刚来的时候，咱也不懂啥是“核聚变”，上网一查，说是和国家科技相关，是个伟大的计划，各级领导也来调研过建设进度。这让他的工作有了使命感，要努力把工地上的活儿干好。

  28岁的项目生产经理王旭东皮肤黝黑而粗糙，他是合肥本地人，从小到大，对中科大、科学岛等名词耳熟能详。王旭东家距离项目只有半小时车程，除夕之夜他没有回家。儿子5岁了，上幼儿园中班，王旭东陪孩子的时间很少。最让王旭东感动的是，爱玩乐高玩具的儿子，把自己搭的“作品”命名为“托卡马克”。

  当小家情遇上大国梦，没有怨言，只有坚守。建筑人广泛地存在于我们周边，却又不被大多数人所熟知，他们是这个城市的建设者和奉献者，他们起早贪黑，不舍昼夜，默默为城市发展贡献力量，为重点工程凝心聚力，为攻克难题开动脑筋。

  项目建设中，存在数不清的难点。厂房总计9栋，包含室外广场，总用钢量达2.2万吨。厂房内对地面承载力有不同程度的要求，在后期工艺设施安装过程中，还有预计单台重量超过600吨的构件，项目团队严格执行图纸设计的基本要求，采取多种措施提高地坪基础承载力。

  同时，大科学装置的外观很多都是异形结构，对测量放线精度要求高，很多楼建筑外围轮廓采用流畅曲线设计，曲率、半径各不相同。项目利用云扫描模型，计算异形建筑物放样元素，利用测量机器人逐个放样，并提出“黑科技”技术方案。

  建设过程中，大曲率段防水面积0.99万平方米，比一个标准足球场还大，设计的基本要求防水等级为I级，就好比穿上滴水不漏的“雨披”。项目为此编制防水施工专项实施工程的方案，邀请相关专家反复研究论证。

  项目还考虑行车大件运输，吊装、调试全过程，为这些“大力士”提前规划好路线，确保“大力士”们你来我往、井然有序地完成吊装任务。

  这里一沙一尘的建造都充满神圣。这一系列努力和创新创造的背后，离不开建筑工人智慧和汗水的结晶。