绿色能源革命我揭秘人造太阳的高效稳定运行秘诀

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,最新研究成果显示,他们已成功发展出一种新的运行模式,并且在国际物理期刊《物理评论快报》上发表了相关研究。这个新模式被称为GrassyELM,它是一种自发的、高频的小幅度边界局域模(ELM),这种ELM带来的瞬态热负荷非常低,但其形成机制和条件一直是科学家们所关注的问题。

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不稳定性,这种现象类似于太阳耀斑爆发,导致能量和粒子的释放,进而对装置造成损害。为了解决这一问题,未来聚变堆需要将大幅度ELM带来的热负荷降低至少20倍,这是一个国际上面临的重大挑战。

EAST团队通过金属壁、低旋转加热等条件下的实验,最终揭示了GrassyELM形成内在动力学机制,并发现它具有很强的排除杂质能力。这使得该运行模式成为实现高性能等离子体长时间稳态运行的一种潜在方案,为解决聚变堆瞬态热负荷问题提供了一条新的道路。此外,由于该模型与中国正在建设的CFETR(中国材料测试反射器)中的设计参数相似,该技术对于应用到未来的ITER和CFETR项目具有重要意义。

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