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，为解决当前核聚变实验装置面临的一系列挑战提供了新的策略。
在托卡马克装置中，等离子体边界区域经常会出现一种叫做局域模（ELM）的不稳定现象，这种现象类似太阳耀斑爆发，导致能量和粒子的突然释放，对设备造成严重损害。此外，它还产生大量杂质粒子，对聚变反应产生干扰，从而限制了长时间的稳定运行。因此，在设计下一代核聚变堆时，如ITER和中国即将开始建设的CFETR项目，我们需要找到有效减少这种热负荷影响的手段。
GrassyELM是一种特殊类型的小幅度、高频率ELM，其对设备造成的热负荷相比传统大幅度ELM要小得多。但是，由于其机理不明确，因此在国际上难以实现持续可靠地获得这种状态。EAST团队通过模拟与未来设备相同条件下的金属壁、低旋转加热等环境，找到了实现GrassyELM所需条件，并揭示了它形成过程中的内在动力学规律。此外，他们发现这款模式具有很强排除杂质能力，使得它成为实现长期高性能等离子体稳态运行的一个潜在方案。
值得注意的是，我国正在为1GW级别的人工辐射源CFETR进行集成工程设计，这个新型运行模式与CFETR预设参数高度吻合，为未来的ITER和CFETR项目提供了重要科学基础。
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