近期,《前沿視點(diǎn)》欄目組由董磊副總經(jīng)理攜團(tuán)隊(duì)拜訪中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院張洪明老師。張老師在光譜診斷技術(shù)領(lǐng)域取得了重要的研究成果,本次采訪聚焦張老師科研工作及當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室最新進(jìn)展,并對(duì)光譜診斷技術(shù)發(fā)表獨(dú)到見(jiàn)解。
科研工作風(fēng)采展示
光譜診斷是測(cè)量等離子體參數(shù)的關(guān)鍵手段之一。等離子體的溫度、密度等眾多重要參數(shù),均可通過(guò)光譜系統(tǒng)來(lái)精確測(cè)量。在全球范圍內(nèi),大型的聚變實(shí)驗(yàn)裝置普遍配備了完善的光譜診斷系統(tǒng)。同樣,我國(guó)的EAST托卡馬克裝置也已配置了覆蓋X射線、紫外、可見(jiàn)光到紅外各個(gè)波段的光譜診斷系統(tǒng),以應(yīng)對(duì)不同層級(jí)參數(shù)的測(cè)量需求。就光譜診斷而言,在磁約束核聚變領(lǐng)域,尤其是托克馬克裝置中,許多科學(xué)家致力于工程項(xiàng)目,即構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。張老師團(tuán)隊(duì)運(yùn)用光譜診斷這一物理方法,對(duì)構(gòu)建好的托克馬克裝置進(jìn)行深入分析,為工程科學(xué)家們提供更多有價(jià)值的參考。
目前團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的光譜診斷工作涵蓋多個(gè)系統(tǒng),具體包括:
1. X線彎晶譜儀,該系統(tǒng)主要用于精確測(cè)量等離子體的離子溫度及旋轉(zhuǎn)速度,是分析等離子體動(dòng)力學(xué)特性的重要工具。
2. 紫外及真空紫外光譜儀,該設(shè)備專注于測(cè)量等離子體中的雜質(zhì)成分,對(duì)于保障聚變反應(yīng)的安全性和純度至關(guān)重要。
3. 可見(jiàn)光光譜儀,同樣用于測(cè)量等離子體中的雜質(zhì)成分,但其測(cè)量范圍與紫外光譜儀有所不同,能夠提供更全面的雜質(zhì)分析數(shù)據(jù)。
此外,團(tuán)隊(duì)還擁有其他多種光譜儀,這些設(shè)備共同構(gòu)成了全面覆蓋各波段的光譜診斷系統(tǒng),能夠測(cè)量并分析等離子體的多種參數(shù)和特性。
光譜診斷技術(shù)的挑戰(zhàn)與突破
托克馬克上進(jìn)行光譜診斷系統(tǒng)的研發(fā)*具挑戰(zhàn)性,條件極為苛刻,包括高溫、非接觸操作及高強(qiáng)輻射等,這對(duì)系統(tǒng)提出了*高的要求。在克服這些工程難題的過(guò)程中,張老師積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),并不斷完善光譜系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。
目前張老師團(tuán)隊(duì)與社會(huì)上的企業(yè)合作,將光譜分析技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)在線檢測(cè)領(lǐng)域,特別是在化工、制藥及食品等行業(yè),這些行業(yè)展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景。團(tuán)隊(duì)主要聚焦于近紅外波段,用于測(cè)量分子光譜,產(chǎn)品應(yīng)用的場(chǎng)景包括原料藥生產(chǎn)、氨基酸及檸檬酸等發(fā)酵過(guò)程。這些應(yīng)用場(chǎng)景雖然與核聚變的光譜診斷有所區(qū)別,但也存在共通之處,使得研發(fā)成果得以有效利用。
光譜診斷產(chǎn)品研發(fā)心路
在光譜診斷技術(shù)從科研領(lǐng)域向工業(yè)領(lǐng)域跨越的征途中,張老師團(tuán)隊(duì)深刻認(rèn)識(shí)到工業(yè)產(chǎn)品與科研設(shè)備之間的顯著差異。其中,性價(jià)比和穩(wěn)定性成為了工業(yè)產(chǎn)品選擇中不可忽視的關(guān)鍵因素。正是基于這樣的認(rèn)識(shí),團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)光譜系統(tǒng)時(shí),采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備具有更大的空間,因?yàn)閲?guó)產(chǎn)設(shè)備往往能提供更優(yōu)的性價(jià)比。 其次,在開(kāi)發(fā)光譜系統(tǒng)的過(guò)程中,有幸與眾多優(yōu)秀的國(guó)內(nèi)設(shè)備供應(yīng)商建立了聯(lián)系。基于他們提供的高質(zhì)量光譜設(shè)備,團(tuán)隊(duì)能夠構(gòu)建出性能*越的分析系統(tǒng),這也為張老師帶來(lái)了極大的科研成果。
國(guó)產(chǎn)儀器發(fā)展的看法與期待
張老師表示,最近幾年國(guó)產(chǎn)儀器的發(fā)展確實(shí)如雨后春筍般迅速,不僅在數(shù)量上增多,性能、穩(wěn)定性以及精度方面也都有了顯著提升,這是大家有目共睹的。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,國(guó)產(chǎn)儀器在多個(gè)領(lǐng)域逐漸嶄露頭角,國(guó)產(chǎn)替代的趨勢(shì)日益明顯,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。展望未來(lái),張老師相信在半導(dǎo)體等高科技領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)儀器將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
寄語(yǔ)卓立漢光25周年
張老師表示非常高興有這個(gè)機(jī)會(huì),在卓立漢光成立25周年的重要時(shí)刻,與大家分享我的心路歷程。他衷心祝愿,“卓立漢光在未來(lái)的發(fā)展能夠越來(lái)越好,設(shè)備性能能夠持續(xù)提升。"
總結(jié)
與張洪明老師深入探討了光譜診斷技術(shù)在科研與工業(yè)應(yīng)用中的探索與成就。張老師團(tuán)隊(duì)在光譜診斷領(lǐng)域取得了顯著成果,通過(guò)構(gòu)建覆蓋多波段的光譜診斷系統(tǒng),為磁約束核聚變研究提供了重要支持。團(tuán)隊(duì)不斷突破技術(shù)瓶頸,將科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用,衷心祝愿張老師在光譜診斷技術(shù)越做越好,取得更具突破性的科研成果。
人物介紹
張洪明博士,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副研究員,博士畢業(yè)于日本綜合研究大學(xué)院大學(xué),EAST裝置雜質(zhì)光譜診斷系統(tǒng)負(fù)責(zé)人。博士畢業(yè)于日本文部省綜合研究大學(xué)院大學(xué),EAST托卡馬克裝置軟X射線/極紫外/真空紫外光譜診斷系統(tǒng)負(fù)責(zé)人,長(zhǎng)期從事雜質(zhì)光譜診斷及等離子體雜質(zhì)輸運(yùn)物理研究,并開(kāi)展了面向聚變堆的雜質(zhì)光譜診斷系統(tǒng)研制。主持國(guó)家自然科學(xué)基金,安徽省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)等多項(xiàng)項(xiàng)目,發(fā)表期刊會(huì)議論文16篇,國(guó)際會(huì)議口頭報(bào)告12次。