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。他们成功地开发了一种高性能稳态等离子体运行模式，并且经过系统验证，这种模式与未来聚变堆所需满足的多个运行条件相兼容。这项研究成果已经在国际物理学期刊《物理评论快报》上发表，展示了科学家们对解决目前面临的一系列挑战的努力。
在托卡马克核聚变实验装置中，等离子体边界区域会经历周期性的不稳定性爆发，这被称为边界局域模（ELM）。这种大幅度ELM类似于太阳耀斑爆发，导致能量和粒子的瞬时释放，并可能造成热脉冲、材料熔化以及大量杂质污染。为了实现长时间稳态运行，国际上的磁约束聚变研究者需要降低这些ELM带来的瞬态热负荷至少20倍。
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频ELM，它带来的热负荷通常比大幅度ELM低得多，但其形成机制和获得条件一直是个谜。在金属壁、低旋转加热电子主导环境下，EAST团队首次揭示了GrassyELM形成内部动力学机制，并发现它具有很强的排除杂质能力，对实现高性能等离子体长时间稳态运行非常有利。这一新的发现为解决聚变堆瞬时热负荷瓶颈问题提供了一条潜在的新路线。
值得注意的是，我国正积极推进1GW级别聚变功率工程实验堆CFETR集成工程设计，其设计参数与该新的GrassyELM模式接近，这对于将其应用于未来的ITER和CFETR项目奠定了坚实基础。
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