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的聚变能运行模式。他们成功开发了一个新型的高性能等离子体稳态运行模型，并通过系统验证，证明其适用于未来核聚变堆的多种操作条件。这项研究成果已发表于国际权威期刊《物理评论快报》上，为解决目前核聚变实验装置面临的一大挑战——即如何有效控制不稳定性现象“边界局域模”（ELM）的影响，提供了新的思路和可能。
在托卡马克式核聚变设备中，不稳定性现象ELM会周期性地爆发，就像太阳耀斑一样释放大量热能和粒子，这对设备内壁造成严重损害，并产生大量杂质污染等离子体，从而限制了长时间、高效率的运行。国际上正在努力寻找一种能够减少这种不稳定性的方法，以便实现至少20倍降低瞬时热负荷。此外，还有另一种特殊类型的小幅度ELM，即GrassyELM，它带来的热负荷远低于常规大幅度ELM，但其形成机制仍然不清楚。
EAST团队在模拟未来聚变堆的金属壁、较低旋转速度和电子主导加热条件下，成功揭示了GrassyELM形成过程中的内部动力学机制，并发现它具有极强排除杂质能力，因此非常适合实现长时间、高性能等离子的稳态运行。这一创新方案为解决当前核聚化堆遇到的瞬时热负荷问题提供了一条潜在途径。值得注意的是，我国正积极推进1GW级别的CFETR项目，其设计参数与该新型运行模式接近，将为未来的ITER和CFETR项目奠定坚实基础。
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