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运行模式的道路上取得了新的进展。他们成功地开发了一种高性能稳态等离子体运行模式，并且通过系统验证，确保了其与未来聚变堆的兼容性。这一研究成果已在国际物理期刊《物理评论快报》上发表。
在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域会周期性爆发出名为边界局域模（ELM）的不稳定性。这种大幅度ELM类似于太阳耀斑爆发，将能量和粒子释放出来，产生强大的热脉冲，对内壁造成侵蚀甚至导致材料熔化，同时也会产生大量杂质粒子污染聚变堆芯部，这是长时间稳态运行所面临的一个严峻挑战。
为了解决这一问题，科学家们正在努力探索无ELM或小幅度ELM的高约束运行模式及其物理机制。这对于磁约束聚变研究是一个重大前沿问题。GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频自发ELM，它带来的瞬态热负荷通常低于常规大幅度ELMs，但其形成条件和机理仍然不清楚。
EAST团队在金属壁、低旋转、电子主导加热等条件下，确认了获得GrassyELM的一系列物理条件，并首次揭示出其形成过程中的内在动力学机制。此外，他们还发现GrassyELM对杂质具有很强排除能力，因此特别适合实现长时间、高性能等离子体的稳态运行。这一新发现为解决聚变堆瞬时热负荷瓶颈问题提供了一种潜在的新方案。
值得注意的是，我国正积极推进1GW级别的CFETR（中国试验室级别循环加速器）项目，其设计参数与此新发现相近，为将来ITER和CFETR应用于高性能稳态运行模式奠定了坚实基础。
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