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性能稳态等离子体运行模式的道路上取得了新进展。他们成功地发展出一种高效稳定运行模式，并且进行了系统性的验证，确保其与未来聚变堆的多种运行条件兼容。这一研究成果已经发表在国际知名期刊《物理评论快报》上，为磁约束聚变领域带来了新的希望。
在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域会经历周期性爆发称为边界局域模（ELM）的不稳定事件。大幅度ELM就像太阳上的耀斑，它导致能量和粒子的瞬时释放，并产生强大的热脉冲，这些热脉冲可以侵蚀装置内壁甚至造成材料熔化，同时也会产生大量杂质污染等离子体，从而限制了长时间稳态运行。在未来的聚变堆设计中，需要将这些ELM带来的瞬间热负荷降低至少20倍，这对国际热核聚变实验堆ITER来说是一个巨大的挑战。
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率的自发ELM，它所带来的瞬态热负荷通常比常规大幅度ELM要低，但其形成机理和条件至今仍不完全清楚。国际上许多主流托卡马克设备一直难以实现这种运行模式，而EAST团队通过模拟金属壁、低旋转速度以及电子主导加热等条件，成功确认了获得GrassyELM所需的物理参数。此外，他们还揭示了GrassyELM形成过程中的内部动力学机制，并发现它具有很强的排除杂质能力，使得它特别适合实现长时间、高性能等离子体稳态运行。这一新发现为解决现有的瞬间热负荷问题提供了一条可能通往更高效、可持续操作状态之路。
值得注意的是，我国正积极推进1GW级别的CFETR（中国国家级实验室）项目，该项目将集成先进技术，以支持科学研究和技术验证。而这项最新研究成果恰好为CFETR项目提供了一定的指导意义，其归一化参数与CFETR设计参数相近，为未来的ITER和CFETR项目中的高性能稳态运营奠定坚实基础。
