科研动态：中科院离子体物理研究所研发新技术，推进高性能稳定等离子体运行模式的探索与应用
记者从中科院离子体物理研究所了解到，该所EAST超导托卡马克团队在前期基础上，不断创新，将一项高性能稳态等离子体运行模式成功实现，并且进行了系统性的验证。该研究成果已在国际知名的物理学期刊《物理评论快报》上发表，为未来聚变堆的长时间稳定运行提供了新的可能性。在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域会出现周期性不稳定的局域模（ELM），这类似太阳耀斑爆发，对于等离子体能量和粒子的释放有着极大的影响，甚至可能导致材料熔化和芯部污染。
为了解决这一问题，未来聚变堆需要降低ELM带来的瞬态热负荷至少20倍，这是国际热核聚变实验堆ITER面临的一个重大挑战。因此，探索无ELM或小幅度ELM的高约束运行模式及其机制，是磁约束聚变研究中的一个关键科学前沿问题。GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率自发的ELM，它带来的热负荷远低于大幅度ELM，但其形成原因和条件一直是个未解之谜。
EAST团队在金属壁、低旋转加热电子主导等条件下，不仅确认了获得GrassyELM必要条件，而且首次揭示了其内部动力学机制，并发现它具有很强排除杂质能力，因此非常适合实现长时间、高性能等离子体的稳态运行。这一新型运行模式为解决瞬态热负荷瓶颈问题，为实现聚变堆的长期稳定运作提供了一条全新的途径.
值得注意的是，我国正在积极推进1GW级别辐射功率级别的人工地球实验反应堆CFETR项目集成工程设计工作，该设备部分参数与CFETR接近，这为将来使用在ITER及CFETR上的高性能稳定操作奠定了坚实理论基础.
