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稳态等离子体运行模式,并通过系统验证确保其与未来聚变堆的兼容性。这项研究成果已经发表在国际知名期刊《物理评论快报》上,为解决聚变能长时间稳定运行提供了新的思路。
在进行核聚变实验时,出现边界局域模(ELM)的不稳定性是常见的问题,这种现象类似于太阳耀斑爆发,导致设备内壁损坏和材料熔化,以及增加杂质污染。因此,减少ELM带来的热负荷至少20倍是一个重要挑战。
GrassyELM是一种特殊的小幅度ELM,它产生的热负荷远低于大幅度ELM,但其形成机理和条件仍然未完全明确。EAST团队通过模拟金属壁、低旋转加热等条件,将GrassyELM的获得条件确定下来,并揭示了它形成内部动力学机制。此外,该模式对杂质排除能力强,可以实现长时间、高性能等离子体的稳态运行,为解决瞬态热负荷问题提供了一条可能之路。
值得一提的是,我国正在建设1GW级别的CFETR聚变工程实验堆,其设计参数与该新发现相近,对未来ITER和CFETR项目具有重要意义。这项研究为推进中国核科学技术发展奠定了坚实基础,同时也为全球磁约束核聚变研究贡献力量。
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