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等离子体运行模式，最新研究成果显示，他们已成功开发了一种高性能稳态等离子体运行模式，并对其与未来聚变堆的兼容性进行了系统验证。该研究成果已在国际著名期刊《物理评论快报》上发表，为解决聚变堆长时间稳定运行问题提供了新的思路和可能。
在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域的不稳定性会以周期性的爆发形式出现，这种现象被称为边界局域模（ELM）。大幅度ELM类似太阳耀斑的爆发，对于等离子体能量和粒子的释放具有极大的影响，不仅会侵蚀装置内壁，还可能导致材料熔化并产生大量杂质污染，以至于制约了聚变堆长时间稳定的运行。
为了应对这一挑战，科学家们致力于探索无ELM或小幅度ELM的高约束运行模式及其背后的物理机理。这涉及到磁约束聚变领域的一个重大科学前沿问题，即如何实现将ELM带来的瞬态热负荷降低至少20倍。在这个过程中，一种特殊类型的小幅度ELM——GrassyELM显得尤为重要，它能够减少热负荷，但其形成条件和原理仍然不够清楚。
EAST团队通过一系列实验，在金属壁、低旋转加热以及电子主导加热等条件下，成功确认了获得GrassyELM所需的物理条件，并揭示出其形成内在动力学机制。此外，他们还发现这种小幅度ELMs对于杂质排除有很强能力，这使得它成为实现长时间高性能等离子体稳态运行的一种潜在方案。
值得一提的是，我国正在积极推进1GW级别的CFETR（中国先进托卡马克工程试验反应器）项目，其设计参数与此新型Grassy-Elm兼容，这为应用于未来的ITER（国际热核试验反应器）和CFETR提供了一定的技术基础。这些研究成果预示着我们迈向更可持续、更环保能源时代的一步。
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