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等离子体运行模式的道路上取得了新进展。他们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。这项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，边界区域会周期性地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，导致能量和粒子的瞬间释放，并产生强大的热脉冲，这些都对设备造成严重影响，甚至可能导致材料熔化和杂质污染，使得长时间稳态运行成为难题。
为了解决这一问题，国际科学界正在努力探索无ELM或小幅度ELM的高约束运行模式及其背后的物理机制。GrassyELM是一种特殊的小幅度ELM，它带来的热负荷远低于常规大幅度ELM，但其形成原因和条件一直未明。此前，由于缺乏足够的理解，一些主流托卡马克装置难以实现这种运行状态。
EAST团队通过模拟金属壁、低旋转加热环境下的实验，将GrassyELM获得条件推向可行范围，并揭示了它形成内在动力学机制。在实际操作中，他们发现这个模式具有很强的排除杂质能力，对提高等离子体长时间稳定的运作至关重要。这一新发现为解决瞬态热负荷问题提供了一条新的思路，为将来ITER和CFETR项目中的应用奠定了基础。CFETR，即中国计划建造的一台1GW级聚变功率实验堆，其设计参数与此次研究结果相近，因此这项工作对于CFETR项目具有重要意义。
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