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运行模式的道路上取得了新的进展。他们成功地开发了一种高性能稳态等离子体运行模式，并且通过系统的验证，确认了其与未来聚变堆相兼容。这项研究成果已经在国际物理期刊《物理评论快报》上发表，为解决聚变堆长时间稳定运行的问题提供了新的视角。在托卡马克核聚变实验装置中，等离子体边界区域会出现周期性的不稳定性，即所谓的边界局域模（ELM）。大幅度ELM类似太阳耀斑爆发，将能量和粒子的瞬间释放出来，对装置内壁造成严重侵蚀，甚至导致材料熔化并产生大量杂质污染等离子体，从而限制了聚变堆长时间稳定的运行。
为了应对这个挑战，科学家们正在寻求一种能够降低ELM带来的热负荷至少20倍的大型国际项目ITER面临的一个重大科学问题。GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率的自发不稳定现象，其带来的热负荷通常远低于常规大幅度ELMs，但它的形成机制和条件至今仍然不为人知。EAST团队在金属壁、低旋转加热电子主导等条件下发现获得GrassyELM的一系列关键因素，并揭示了它形成内部动力学机制。这一发现表明这种运行模式具有很强排除杂质能力，使得可以实现更长时间、高性能等离子体的稳态运作，这为解决聚变堆瞬时热负荷瓶颈问题提供了一种新思路。
值得注意的是，我国正积极推进1GW级别核融合实验设备CFETR工程设计工作，该高性能运行模式与CFETR设计参数高度吻合，为将来应用于ITER和CFETR提供了坚实基础。此次研究成果，不仅丰富了解决磁约束核聚变技术难题知识储备，也为我国乃至全球未来发展电力能源领域注入新的活力。
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