近期,《前沿視點》欄目組由董磊副總經(jīng)理攜團隊拜訪中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院張洪明老師。張老師在光譜診斷技術領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前實驗室最新進展,并對光譜診斷技術發(fā)表獨到見解。
科研工作風采展示
光譜診斷是測量等離子體參數(shù)的關鍵手段之一。等離子體的溫度、密度等眾多重要參數(shù),均可通過光譜系統(tǒng)來精確測量。在全球范圍內(nèi),大型的聚變實驗裝置普遍配備了完善的光譜診斷系統(tǒng)。同樣,我國的EAST托卡馬克裝置也已配置了覆蓋X射線、紫外、可見光到紅外各個波段的光譜診斷系統(tǒng),以應對不同層級參數(shù)的測量需求。就光譜診斷而言,在磁約束核聚變領域,尤其是托克馬克裝置中,許多科學家致力于工程項目,即構建實驗平臺。張老師團隊運用光譜診斷這一物理方法,對構建好的托克馬克裝置進行深入分析,為工程科學家們提供更多有價值的參考。
目前團隊負責的光譜診斷工作涵蓋多個系統(tǒng),具體包括:
1. X線彎晶譜儀,該系統(tǒng)主要用于精確測量等離子體的離子溫度及旋轉(zhuǎn)速度,是分析等離子體動力學特性的重要工具。
2. 紫外及真空紫外光譜儀,該設備專注于測量等離子體中的雜質(zhì)成分,對于保障聚變反應的安全性和純度至關重要。
3. 可見光光譜儀,同樣用于測量等離子體中的雜質(zhì)成分,但其測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,團隊還擁有其他多種光譜儀,這些設備共同構成了全面覆蓋各波段的光譜診斷系統(tǒng),能夠測量并分析等離子體的多種參數(shù)和特性。
光譜診斷技術的挑戰(zhàn)與突破
托克馬克上進行光譜診斷系統(tǒng)的研發(fā)*具挑戰(zhàn)性,條件極為苛刻,包括高溫、非接觸操作及高強輻射等,這對系統(tǒng)提出了*高的要求。在克服這些工程難題的過程中,張老師積累了豐富的經(jīng)驗,并不斷完善光譜系統(tǒng)的各項指標。
目前張老師團隊與社會上的企業(yè)合作,將光譜分析技術應用于工業(yè)在線檢測領域,特別是在化工、制藥及食品等行業(yè),這些行業(yè)展現(xiàn)出了巨大的應用前景。團隊主要聚焦于近紅外波段,用于測量分子光譜,產(chǎn)品應用的場景包括原料藥生產(chǎn)、氨基酸及檸檬酸等發(fā)酵過程。這些應用場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
在光譜診斷技術從科研領域向工業(yè)領域跨越的征途中,張老師團隊深刻認識到工業(yè)產(chǎn)品與科研設備之間的顯著差異。其中,性價比和穩(wěn)定性成為了工業(yè)產(chǎn)品選擇中不可忽視的關鍵因素。正是基于這樣的認識,團隊在開發(fā)光譜系統(tǒng)時,采用國產(chǎn)設備具有更大的空間,因為國產(chǎn)設備往往能提供更優(yōu)的性價比。 其次,在開發(fā)光譜系統(tǒng)的過程中,有幸與眾多優(yōu)秀的國內(nèi)設備供應商建立了聯(lián)系。基于他們提供的高質(zhì)量光譜設備,團隊能夠構建出性能*越的分析系統(tǒng),這也為張老師帶來了極大的科研成果。
國產(chǎn)儀器發(fā)展的看法與期待
張老師表示,最近幾年國產(chǎn)儀器的發(fā)展確實如雨后春筍般迅速,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。隨著技術的不斷進步,國產(chǎn)儀器在多個領域逐漸嶄露頭角,國產(chǎn)替代的趨勢日益明顯,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。展望未來,張老師相信在半導體等高科技領域,國產(chǎn)儀器將發(fā)揮越來越大的作用。
寄語卓立漢光25周年
張老師表示非常高興有這個機會,在卓立漢光成立25周年的重要時刻,與大家分享我的心路歷程。他衷心祝愿,“卓立漢光在未來的發(fā)展能夠越來越好,設備性能能夠持續(xù)提升。"
總結
與張洪明老師深入探討了光譜診斷技術在科研與工業(yè)應用中的探索與成就。張老師團隊在光譜診斷領域取得了顯著成果,通過構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。團隊不斷突破技術瓶頸,將科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)應用,衷心祝愿張老師在光譜診斷技術越做越好,取得更具突破性的科研成果。
人物介紹
張洪明博士,中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院副研究員,博士畢業(yè)于日本綜合研究大學院大學,EAST裝置雜質(zhì)光譜診斷系統(tǒng)負責人。博士畢業(yè)于日本文部省綜合研究大學院大學,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)負責人,長期從事雜質(zhì)光譜診斷及等離子體雜質(zhì)輸運物理研究,并開展了面向聚變堆的雜質(zhì)光譜診斷系統(tǒng)研制。主持國家自然科學基金,安徽省重點研發(fā)專項等多項項目,發(fā)表期刊會議論文16篇,國際會議口頭報告12次。