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性能稳态等离子体运行模式的道路上取得了新进展。他们成功地发展出一种高效率、低热负荷的稳定运行模式，并且通过系统验证，证明这种模式能够与未来聚变堆的多种运行条件兼容。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，展示了中国科学家在这一前沿领域所取得的重要突破。
为了实现可持续发展和绿色能源，我们需要解决核聚变技术中的挑战之一——边界局域模（ELM）的不稳定性问题。在托卡马克实验装置中，当等离子体边缘出现ELM时，它会释放大量能量，造成强烈的热脉冲，这对设备内壁和材料产生严重影响。因此，要想提高聚变堆长时间稳定的运行能力，我们必须找到有效降低ELM带来的热负荷的手段。
GrassyELM是一种特殊类型的小幅度、高频率的ELM，它具有相对于传统大幅度ELMs来说更小的一倍瞬间热负荷，但其形成机理仍然是一个未解之谜。国际上的许多主流托卡马克装置一直难以实现这类稳定的运行状态。在这样的背景下，EAST团队通过模拟金属壁、低旋转加热电子为主等条件，成功确认了获得GrassyELM所需的一系列物理参数。此外，他们还揭示了GrassyELMs形成过程中的内部动力学机制，并发现它具有极强排除杂质粒子的能力，这使得它非常适合维持长时间、高性能等离子体。
这种新的高性能稳态运行模式为解决当前核聚变设备面临的问题提供了一条潜在途径，即减少瞬间热负荷，从而实现长期安全可靠运作。这一研究成果对我国正在进行的大型实验堆CFETR项目至关重要，因为该项目旨在设计1GW级别的人工太阳，其设计参数与EAST团队研究结果高度吻合，为将来ITER和CFETR项目提供了坚实基础。
随着科学技术日新月异，这项工作不仅推动了磁约束核聚变领域的理论知识向前迈进，也为全球争取到更多清洁、可再生能源提供了一线希望。
