科研动态：中科院离子体物理研究所研发新技术，开辟高效稳定等离子体运行模式！
记者从中科院离子体物理研究所了解到，该所EAST超导托卡马克团队在前期工作的基础上，成功地开发出了一个高性能稳态等离子体运行模式，并且对其与未来聚变堆若干运行条件进行了系统的验证。研究成果不久前，在国际著名的物理学期刊《物理评论快报》上发表。
在托卡马克核聚变实验装置内，高约束等离子的边界区域会周期性地发生一种称为边界局域模（ELM）的不稳定性。大幅度ELM类似于太阳耀斑爆发，它导致等离子的能量和粒子的瞬间释放，并产生强大的热脉冲，这些热脉冲能够侵蚀装置内部壁面甚至导致材料熔化，同时产生大量杂质污染聚变堆芯部的等离子体，从而限制了聚变堆长时间稳定的运行。这对于未来实现长时间、高效率的核聚变反应来说是一个巨大的挑战。
探索无ELM或小幅度ELM带来的高约束运行模式及其物理机制，是磁约束聚变领域的一个重要科学问题。GrassyELM是一种特殊的小幅度自发振荡形式，它比传统的大型ELM具有更低的瞬时热负荷，但它形成和维持条件尚未完全明确，因此在国际上的主要托卡马克实验设备上难以实现持续可靠操作。
EAST超导托卡马克团队通过在金属壁、低旋转速度、电子主导加热环境下进行了一系列实验，他们首次揭示了GrassyELMs形成过程中的动力学机制并发现这种类型的不稳定行为有着极强排除杂质能力，特别适合用于实现长时间、高性能等离子的稳定运营。这一新的运行状态提供了一种解决当前核融堆中瞬时过载问题并推进向更加可持续运作方向发展潜力的新途径.
据悉，我国正在积极推进1GW级别核融工程试验堆CFETR集成工程设计项目，其设计参数与此新的操作状态相匹配，为将来ITER及CFETR设备应用这一高性能稳态操作方案奠定了坚实的地基.
这项研究成果为全球科学家们提供了一线希望，将有助于迈出通往可持续能源时代的一大步。
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