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的运行模式，并且通过系统验证，证明其与未来聚变堆的若干运行条件相兼容。这一研究成果已在国际知名期刊《物理评论快报》上发表。
在托卡马克核聚变实验装置中，等离子体边界区域会经历周期性的不稳定性爆发，这种现象被称为边界局域模（ELM）。大幅度ELM就像太阳耀斑般强烈，它导致能量和粒子的瞬间释放，同时产生强大的热脉冲，不仅侵蚀设备内壁，还可能导致材料熔化，并带来大量杂质污染等离子体，从而限制了聚变堆长时间稳定运行。未来的国际热核聚变实验堆ITER面临着将ELM带来的热负荷降低至少20倍的巨大挑战，而探索无ELM或小幅度ELM的高约束运行模式及其机制，是磁约束聚变研究领域的一个前沿问题。
GrassyELM是一种特殊的小型、高频、低温的大幅度不稳定性，它带来的热负荷通常只有常规大幅度ELMs的一五十分之一，但它背后的机理和获得条件仍然不明确。国际上的许多主流托卡马克装置一直难以实现这种稳定的GrassyELM状态。在未来聚变堆上是否能够可靠地获得这种状态，是科学界急待解答的问题。
EAST团队在金属壁、低旋转速度、电子主导加热等类似于未来聚变堆的条件下，找到了实现这个模式所需的心理基础。他们首次揭示了GrassyELM形成过程中的内在动力学机制，并发现它对杂质具有很强排除能力，使得它非常适合实现长时间、高性能等离子体的稳态运行。这一新的发现为解决当前聚变堆瞬时热负荷瓶颈问题，为实现更好的短期和长期目标提供了一条潜在途径。
值得注意的是，我国正在积极推进1GW级别超级电磁隔离开关（SFDE）的CFETR项目设计工作，这项技术对于应用到未来的ITER和CFETR项目至关重要，其研究成果也为这些项目提供了坚实基础。
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