知名人物 潘垣人物简介
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知名人物 潘垣人物简介
·潘垣
潘垣，磁约束聚变技术和高功率脉冲电源技术专家，中国工程院院士。我国最早从事核聚变研究的主要成员之一，我国核聚变电磁工程和大型脉冲电源技术的主要开拓者。负责研制 “小龙-2” 和 “凌云” 核聚变等离子体实验研究装置，参与主持 “中国环流器一号” 的研制建造，解决了许多重大技术难题; 负责完成了托卡马克HT-6M的脉冲电源与控制系统的升级改造。
潘垣，祖籍扬州，1933年8月8日出生在湖北宜昌一个中医之家。他两岁丧父，不久抗日战争爆发，童年的他就是在战乱逃亡中度过的。那时，一家3口，祖父、母亲和他的生活主要靠母亲种菜、磨豆腐糊口。因此，他的小学只能是 “半工半读”，遇上日本侵略军侵袭，一家人要随着众多难民辗转迁徙，所以他的小学又是断断续续。但是，不管生活如何艰难，母亲仍坚定不移地支持他上学读书，年迈的祖父还教他习字绘画。为了节省，他常以柴炭为笔，大地为纸，从不虚度时光。正是这段艰辛的岁月，培养了他勤奋好学、艰苦朴素的禀性。
1945年深秋，他全家回到了满目疮痍的家乡。中学时代，随着年龄和学业的增长，学校和老师对他的影响日渐加深。学校就坐落在长江岸边，那壮丽的峡江，奔腾的江水，联想到老师讲述的有关萨凡奇 (一位热心三峡水电工程的美国水利专家) 的故事和未来三峡电站的宏伟蓝图，使他纯真的心灵中充满憧憬，这也成了他后来报考电机系的主要动机。
他的大学和随后的年代，正是新中国成立后的50年代。火热的岁月，天翻地覆的变化，深深地印记在他心中，并化作满腔热忱熔入他的工作之中。大学毕业才两年，他在武汉电管局中心试验所被任命为高电压组组长。一年后，也就是1958年8月，他被挑选进入原子能研究所，从此开始了他一生为之追求的事业——受控核聚变。
1969年，他奉命调赴三线，参加二机部西南物理研究所的创建工作，参与制订二机部的核聚变发展规划，率先提出调整研究方向重点转向托卡马克途径的建议。随后负责完成 “中国环流器一号”HL-1的工程方案设计，参与完成物理方案设计。作为总体组副组长负责总体电磁工程、脉冲电源与控制系统，并参与主持完成HL-1的研制建造。1982年，晋升为高级工程师。
1983年后，他调入中国科学院等离子体物理所，先后任研究室主任和所学术委员会主任等职，并继续从事受控核聚变与等离子体物理的研究。主要项目有： HT-6M托卡马克电源与控制系统升级改造、国家自然科学重点基金项目 “改善托卡马克等离子体磁约束性能的新理论和新途径” 等。
他还成功地将阶段性聚变技术成果开发应用于国民经济建设和国防建设，取得多项成果。在此期间，他先后应邀在大型托卡马克JET (欧共体) 和中型托卡马克TEXT-U (美) 上从事研究工作。1986年，他晋升为研究员，并被评为博士生导师，1997年当选为中国工程院院士。
1998年，他转入教育界，在华中科技大学任教授，并担任校学术委员会副主任、校国防科学技术委员会主任、电气与电子工程学院名誉院长等职。现被聘为国际热核聚变实验堆 (ITER)计划中国专家委员会委员。
40多年来，在他妻子的支持帮助下，潘垣虽然走过了一条曲折而坎坷的道路，但仍作出了富有创新意义的学术贡献。如今他已年近70岁，尚未停歇，还常常告诫自己： 生命不息，奋斗不止。
磁约束聚变工程与脉冲功率技术的开拓者
潘垣是我国最早从事核聚变研究的主要成员之一，是我国核聚变电磁工程和脉冲功率技术的主要开拓者，至今还一直活跃在核聚变研究前沿。
1958年，潘垣先后参加了我国最早的两套核聚变实验装置的研制： 代号 “雷公” 的直线箍缩装置和代号 “小龙” 的磁镜绝热压缩装置。1964年，他作为主要负责人完成 “小龙” 升级改造为 “小龙-2” 的设计改造，并研制出并联火花球隙型脉冲大电流短路放电开关 (Crowbar) 和大容量脉冲电容器组保护线路，解决了在电容电压过零时刻并联火花球隙同步触发导通技术。1966年他主持制订了代号 “凌云” 的仿星器装置的工程物理方案与技术设计，研制出磁面磁体、环向偏滤器和无极等离子体喷枪等。
1970年后，潘垣参与主持了451工程HL-1的研制。“中国环流器一号” HL-1是我国首台大科学工程规模的托卡马克核聚变装置。20世纪70年代，潘垣负责完成 “中国环流器一号”HL-1的工程方案设计，参与完成物理方案设计。立项后，作为总体组副组长兼脉冲电源与控制系统分室主任，他在负责HL-1总体电磁工程和脉冲电源系统和总控系统研制建造中，深入??线，创造性地解决了多项关键技术，主要有：
提出HL-1装置的环形磁体采取跳跃接线分组和平衡桥式接地的新颖方案，大大提高了磁体在故障态下装置的力学稳定性，减小了磁体及其电源系统的对地电位只有整环电压的1/4，并有利于对磁体绝缘监测及保护。
制订了HL-1脉冲电源及总控系统的总体技术方案，设计了有一定特色的电源系统主回路、总控逻辑程序和保护逻辑程序。提出并论证了8万kW交流脉冲发电机采用双Y相移30°电角度的六相机型，解决了整流谐波导致电机转子表面过热等问题，导出了该型电机的等值物理模型及其电磁方程和带整流负载时的等效网络，并研制出脉冲电流的励磁调控程序，脉冲电流波形质量达到当时国际先进水平。这些都是在遭受封锁的20世纪70年代和艰苦的 “大三线” 环境中，完全依靠自力更生独立研制建成的。该大型脉冲电源至今仍在我国核聚变研究领域发挥着重要的作用。1987年，“中国环流器一号” HL-1获得国家科技进步奖一等奖，其两大主要脉冲电源系统均获核工业部科技进步奖??等奖。
1983年，潘垣调中国科学院等离子体物理所后，又负责完成了该所当时的主要托卡马克装置HT-6M的脉冲电源及控制系统升级改造，研制出8kV/2万A晶闸管直流断路器和控制托卡马克等离子体平衡的1兆瓦快响应反馈控制系统，将等离子体平衡位移偏差控制在3mm以内。此后，作为主要负责人，他又获得磁约束聚变领域的首项自然科学重点基金项目 “改善托卡马克等离子体磁约束性能的新理论和新途径”。他所提出的电场漂移电子注入方法及注入实验已在HT-6M装置上得到验证，实现了托卡马克放电的低环压启动。
此外，作为访问学者，他还先后在JET (欧共体) 和TEXT-U(美国德克萨斯大学聚变研究中心) 两托卡马克装置上开展了工程与实验研究。正是他在访问研究中的良好记录，最近，他与德克萨斯大学聚变研究中心主任Kenneth Gentle教授签署合作协议，TEXT-U将移迁我国华中科技大学，开展合作共建和联合实验研究。
核聚变技术开发应用的推动者
磁约束受控核聚变是高技术集成度很高的综合性大科学工程。潘垣成功地将阶段性聚变技术成果开发应用于国民经济建设和国防建设。
作为技术负责人，潘垣领导了大型同步发电机氧化锌非线性电阻灭磁及转子过电压保护的研究与电站现场的工业试验，解决了最严重灭磁工况的确定、氧化锌多元件均能组合优化及发电机定转子能量耗散分布等问题，终于在白山水电站国内当时最大型30万kW机组上试验成功并投入运行。与国外采用的非线性度不高的碳化硅灭磁保护技术相比，高能氧化锌非线性电阻灭磁技术为我国独创，可大大缩短发电机在事故态下的灭磁时间。该项成果获中国科学院科技进步奖二等奖，相关技术获国家专利两项。该项技术已在全国大中型电站广泛推广，对保证我国大中型发电机组乃至电力系统的安全运行起了重要作用。
在负责303EMG实验电磁炮的研制过程中，潘垣提出了具有独创性的技术方案，即电磁箍缩炮 (前级) 与电磁轨道炮 (主炮) 相串级的全电磁炮方案，1988年完成研制与发射实验，指标达到弹丸质量30.2g，出膛速度3km/s。303EMG实验电磁炮的发射成功，标志着我国在电磁发射技术方面开辟了一个重要领域，并为我国战术电磁炮的研究奠定了基础。” 1989年，该项成果获中科院科技进步奖一等奖。
潘垣负责并系统地研究了补偿脉冲发电机CPA (Compulsator)，已完成两台不同机型的研制，一台为25MW被动CPA，已用于连发实验电磁炮; 另一台为10MW串级补偿CPA，是根据他提出的串级补偿思想而研制。后一型CPA的脉冲电流增益高出美国同类装置近2个数量级，且具调幅调频功能，不仅紧凑小型，且可依靠剩磁自激起励。这项成果已获中国专利优秀奖。他还提出由电容器建波头由CPA提供主发射的连发电热炮脉冲电源方案，已经模拟实验验证，并获发明专利。
近年，他还与他指导的研究生一起，开展了液电脉冲等离子体和毛细管脉冲等离子体的研究，发表了多篇论文。
华中科技大学电气学院学科建设的促进者
1998年，潘垣调入华中科技大学，任校学术委员会副主任和电气与电子工程学院名誉院长。他积极参与制订学院新世纪学科建设规划，提出学科建设必须面向国家重大战略需求，瞄准学科发展前沿，依托传统优势学科，有重点有步骤地开拓新兴学科。为此，他竭心尽力，通过参与竞争，集成课题，争取条件，把握机遇，已初步形成若干新的学科增长点。
在新能源发电方面，从我国能源可持续发展的中长期战略考虑，他建议选取太阳能热气流发电和受控核聚变为主要学科发展方向。前者可实现太阳能的大规模开发，缓解我国能源中近期??面临的困境和矛盾。后者是借助中美合作共建TEXT-U中型托卡马克装置的难得机遇，前瞻性地对本世纪下半叶的主力能源核聚变预作布局。
在电力输配系统方面，他积极倡导将超导电气与电力技术相结合，推动传统电力技术改造，并预言，这极有可能形成一门新的学科方向——超导电力科学技术。对此，他提出了若干新的概念和新的科学课题，如电力系统快速响应容量、电力系统与超导电器间动态相关性等。在他的推动下，电气学院成立了超导电力研究中心，组织团队争取国家项目。这些努力已经在全国得到积极响应。
在电气应用新技术方面，他积极组织队伍，引进人才，成立脉冲功率与等离子体研究中心，多渠道地争取项目，开展脉冲功率与等离子的科学技术研究，包括： 代号 “神光Ⅲ” 的激光核聚变能源模块、高比能高比功率脉冲电源 (电容器型脉冲电源和补偿脉冲发电机型脉冲电源)，低温等离子体及应用、脉冲强磁场科学技术等。
潘垣也非常关心传统电气学科的发展，多次去三峡，为服务于三峡电站的电力系统多功能动模实验室的建设争取支持，还为新型电机专业实验室的充实发展出力献策。现在，电气学院的重点学科已增至两个，学科建设规划已初具雏形，一个团结进取、欣欣向荣的局面已开始展现出来。
学风正派 品格高尚
几十年来，无论是在 “文化大革命” 时期，还是在艰苦的“大三线” 环境，或是工作单位、岗位变动，潘垣始终都以满腔热忱献身于祖国的科学事业，而且一直保持着充沛的进取精神，坚持在一线前沿。他思想活跃，富于创新，却又勤奋钻研，治学严谨。他学风正派，无论是对科技成果的评价、学术方案的论证，或是科学问题的研讨，他都敢于坚持实事求是的科学态度亮明观点，即使处于少数也不退缩。但是，在成果和荣誉面前，他却能顾全大局，发扬风格，尽管作出了重大贡献，但从未计较对他个人名次的排定。正是他的这些优良学风和品格，赢得了所有他工作过的单位的广大科技人员的尊重和赞誉。“老骥伏枥，志在千里，烈士暮年，壮心不已”，这是对潘垣最好的写照。
简 历
1933年8月8日 出生于湖北宜昌市。
1951—1953年 在武汉大学电机系学习。
1953—1955年 在华中工学院电力系学习。
1955—1958年 在武汉电管局中心试验所任技术员。
1958—1969年 在二机部401所受控核聚变研究室任工程师，大组长。
1969—1983年 在二机部585所任高工，室主任。
1983—1998年 在中国科学院等离子体物理所任研究员，室主任，学术委员会主任。
1988年8—12月 在英国欧洲联合托卡马克环JET工作。
1990—1992年 在美国德克萨斯大学聚变研究中心工作。
1997年 当选为中国工程院院士。
1998年至今 在华中科技大学电气与电子工程学院任教授，博士生导师。
主要论著
1 潘垣，等. 环流一号环形磁体供电系统. 见： 全国受控核聚变学术会议报告. 四川乐山： 1978
2 潘垣，等. 环形磁体脉冲供电系统动态特性的分析与计算. 华中工学院学报，1978，3
3 潘垣. 电感贮能的开关——容阻换流线路. 核聚变，1981，2 (1)
4 潘垣，等. 303实验电磁炮研制与发射实验. 见： 中国科学院等离子体物理研究所. 全国电磁发射技术讨论会报告. 合肥： 1988
5 Pan Yuan，et al. An improved power supply system consisting of DCMFG sets and capacitor banks for HT-6M (Ⅱ) tokamak device. FusionTechnology，1988
6 Liu Baohua，Pan Yuan，et al. Analysis and experiments of an improvedPF circuit on HT-6M (Ⅱ). Fusion Technology，1990
7 Pan Yuan，et al. The suppression and protection for plasma current disruption in Tokamaks. Fusion Technology，1990
8 Terry D R，Pan Yuan，et al. Overview of TEXT power system upgrade.IEEE 14th Symp. on Fusion Engineering，San Diego (U. S. A)，1991
9 Pan Yuan，et al. Experimental investigation of cascade compulsators. 8thIEEE Inter. Pulsed Power Conf. San Diego (U. S. A)，1991
10 Yuan Pan，et al. Investigation of cascade compulsator for high power YAG laser. 9th IEEE Inter. Pulsed Power Conf. ，Albuquerque (U. S. A)，1993
11 潘垣，等. 用电子注入方法实现可控的L-H模转换. 见： 中国核科??报告. 1996，CNIC-01054
12 潘垣，等. HT-6M托卡马克等离子体平衡的1兆瓦快响应反馈控制系统. 核聚变与等离子体物理，1997，17 (1)
13 刘克富，潘垣，等. CPA为主体电源的ETCG系统模拟和实验. 电工技术学报，2000，15 (2)
14 唐跃进，李敬东，段献忠，等. 21世纪电力工业的一个重要发展方向——超导电力技术. 中国工程科学，2000，2 (4)
15 Lu Xinpe，Pan Yuan，et al. A Sparker model of pulsed discharge in water. J. Appl. Phys.，2002，91 (1)
16 Lu Xinpei，Pan Yuan，et al. Early stage of pulsed discharge in water.Chin. Phys. Lett.，2001，18 (11)
17 卢新培，潘垣，等. 水中脉冲放电的电特性与声辐射特性研究. 物理学报，2002，51 (7)
18 卢新培，潘垣. 水中脉冲放电等离子体通道特性及气泡破裂过程. 物理学报，2002，51 (8)
19 Pan Yuan，Liu Kefu，Liu Baohua. Simulutions and experiments of electrothermal chemical guns by compulsators. 11th EML Symp.，SaintLouis (France)，2002
20 刘明海，胡希伟，江中和，等. 电磁波在大气层人造等离子体中的衰减特性. 物理学报，2002，51 (6)
21 Pan Yuan，Yan Xiaolin，Liu Baohua. Electron injection by E-field dirftand its application in starting up tokamaks at low loop voltage. Chin.Phys. Lett.，1923，20 (5)
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