科研动态：中科院离子体物理所研发新技术，开辟高效稳定等离子体运行之路
在托卡马克核聚变实验装置中，高约束等离子体的边界区域会周期性地爆发出一种被称为边界局域模（ELM）的不稳定性。这种大幅度ELM类似太阳耀斑的爆发，对于等离子体能量和粒子的瞬间释放至关重要，它们喷射出强大的热脉冲，不仅侵蚀装置的内壁，还可能导致材料熔化，并产生大量杂质粒子污染聚变堆芯部，这是国际上面临的一个巨大的挑战。探索无ELM或具有小幅度ELM的高约束运行模式及其物理机制，是磁约束聚变研究中的一个前沿问题.
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率自发ELM，它带来的瞬态热负荷通常低于常规大幅度ELM的一半，但其形成和条件却一直难以掌握。在未来聚变堆上，能否稳定获得这一运行模式，是国际科学界急待解答的问题.
中科院离子体物理研究所EAST超导托卡马克团队，在与未来聚变堆相似的金属壁、低旋转、电子主导加热等条件下，成功确认了获得GrassyELM的必要条件。他们首次揭示了GrassyELM形成过程中的内在动力学机制，并发现它对杂质有着强烈排除能力，使得它非常适合实现长时间、高性能等离子体的稳态运行。这一新发现，为解决当前聚变堆瞬时热负荷瓶颈问题提供了一条新的途径。
这项研究成果已在国际期刊《物理评论快报》上公开发表，为应用于未来的ITER和CFETR高性能稳态运行模式奠定了坚实基础。此外，由我国正在进行1GW级别核聚变功率设备CFETR项目，其设计参数与此研究成果接近，将极大促进中国核科学技术领域向前发展.
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