科研动态：中科院离子体物理研究所的EAST超导托卡马克团队在不断探索高效稳定等离子体运行模式的道路上取得了新进展。他们成功开发了一种高性能稳态等离子体运行模式，并且通过系统验证表明其与未来聚变堆的多种运作条件兼容，成果已在国际知名期刊《物理评论快报》上发表。这一突破对解决未来聚变堆面临的一项关键挑战具有重要意义。
在托卡马克核聚变实验装置中，高约束等离子体边界区域会经历周期性爆发称为边界局域模（ELM）的不稳定性。这种现象类似太阳耀斑爆发，导致能量和粒子的迅速释放，从而产生强大的热脉冲，对装置内壁造成侵蚀甚至导致材料熔化，同时也会污染聚变堆芯部等离子体，使得长时间稳态运行变得困难。在未来的ITER项目中，将需要大幅降低ELM带来的瞬间热负荷，这是一个国际上一直面临的问题。
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率ELM，它带来的热负荷通常比常规大幅度ELM要低得多，但其形成机制和条件至今仍不完全清楚。国际上的主要托卡马克装置一直都难以实现这一模式的持续稳定运行。EAST团队则在金属壁、低旋转加热以及电子主导加热这些相似的物理条件下，成功确认了获得GrassyELM所需的物理条件，并揭示了其形成内在动力学机制。此外，他们还发现该模式对于杂质排除有很强能力，因而非常适合实现长时间、高性能等离子体的稳态运行。这一新发现为解决聚变堆瞬时热负荷问题提供了一条新的途径。
值得注意的是，我国正在推进1GW级别核聚变工程实验堆CFETR集成工程设计工作，该研究成果与CFETR设计参数接近，为将来ITER和CFETR应用于高性能稳态运行奠定了坚实基础。
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