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，通过前期基础工作的积累，成功开发了一种高效稳定等离子体运行模式，并进行了系统性验证，以确保其与未来聚变堆的多种运行条件兼容。该研究成果已在国际著名物理学期刊《物理评论快报》上发表。在托卡马克核聚变实验装置中，由于边界区域周期性爆发称为边界局域模（ELM）的不稳定性，大幅度ELM类似太阳耀斑爆发，对等离子体能量和粒子的释放造成严重影响，导致材料损害和杂质污染，从而限制了长时间稳态运行。
为了解决这一挑战，国际科学界致力于探索无ELM或小幅度ELM、高约束运行模式及其背后的物理机制。GrassyELM是一种特殊的小幅度、自发高频的不稳定性，它带来的热负荷远低于常规大幅度ELM，但其形成原因和获得条件至今仍未完全明朗。EAST团队在金属壁、低旋转加热等特定的条件下，不仅确认了实现GrassyELM所需的物理条件，还揭示出其形成动力学机制，并发现它具有较强排除杂质能力，这使得它特别适合实现长时间、高性能等离子体稳态运行。
这种新型运行模式为解决聚变堆瞬时热负荷问题，为实现持续运作提供了新的可能性。这一进展对于中国正在建设1GW级别聚变功率CFETR实验堆，以及未来ITER项目，有着重要意义，因为这些设施设计参数与此模型接近，为将来应用于这些设备中的高性能稳态操作奠定了理论基础。
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