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的道路上取得了新进展。他们成功地发展出一种高效稳定运行模式，并且进行了系统性的验证，确保其与未来聚变堆的多种运行条件兼容。这一研究成果已经发表在国际知名期刊《物理评论快报》上，为磁约束聚变领域带来了新的希望。
在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域会经历周期性爆发称为边界局域模（ELM）的不稳定事件。大幅度ELM就像太阳上的耀斑，它导致能量和粒子的瞬间释放，并产生强大的热脉冲，这些热脉冲可以侵蚀装置内壁甚至导致材料熔化，同时也会产生大量杂质污染等离子体，从而限制了长时间稳态运行。在未来的聚变堆设计中，需要将这些ELM带来的瞬时热负荷降低至少20倍，这对国际热核聚变实验堆ITER来说是一个巨大的挑战。
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率自发的ELM，它所带来的瞬时热负荷通常比常规大幅度ELM要低，但其形成机理和条件至今仍不清楚。许多主流托卡马克都难以稳定获得这种模式，因此成为一个科学界急待解答的问题。EAST团队通过模拟金属壁、低旋转加热以及电子主导加热等物理条件，成功确认了获得GrassyELM所需的关键因素，他们还揭示了这一模式形成过程中的内部动力学机制，并发现它具有很强的排除杂质能力，这使得它特别适合实现长时间、高性能等离子体的稳态运行。这一创新思路为解决现有技术面临的一系列问题提供了一条可能之路，即实现更高效、更可靠的聚变反应。
值得一提的是，我国正在积极推进1GW级别的人民币工程——CFETR（中国先进科技反应堆）项目，该项目将集成最新科技成果并实现前所未有的设备设计。由于这个新型等离子体部分参数与CFETR设计参数高度吻合，所以这项研究对于应用于未来ITER和CFETR项目中的高性能稳态运行提供了坚实基础。此举标志着我们迈出了向更加先进技术前行的大步，一步一步地接近那遥不可及的地球外部能源利用时代。
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