科研动态：中科院离子体物理所研发新技术，开辟高效稳定等离子体运行模式路线
记者从中科院离子体物理研究所获悉，该所EAST超导托卡马克团队在前期研究的基础上，不断探索并开发出了一种具有高性能的稳态等离子体运行模式，并且通过系统的验证确保了其与未来聚变堆各种操作条件下的兼容性。这些令人振奋的研究成果不久前，在国际知名学术期刊《物理评论快报》上正式发布。在托卡马克核聚变实验装置中，存在一种叫做边界局域模（ELM）的不稳定现象，这种现象就像太阳上的耀斑爆发，会导致等离子体能量和粒子的迅速释放，同时产生强大的热脉冲，这些热脉冲会侵蚀装置内部壁面甚至造成材料熔化，同时也会带来大量杂质污染，使得聚变堆长时间稳定运行变得更加困难。因此，在未来进行核聚变堆的大规模建设时，我们需要将这种ELM带来的瞬间热负荷减少至少20倍，这对国际热核聚变实验堆ITER而言是一个极为艰巨的挑战，而探索无ELM或小幅度ELM、高约束运行模式及其背后的科学原理，则是磁约束聚变领域的一个前沿科学问题。
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频率的自发型ELM，它相比于常规大幅度ELMs来说，其产生的瞬时热负荷通常低达1/20，但它形成和保持条件至今仍未完全明了，因此在国际范围内，大多数主流托卡马克设备都难以实现其持续稳定的获得。在未来更大规模、更复杂的地球尺寸聚变反应堆中，如果能成功地实现这一点，那么这将是解决许多关键技术难题的一大突破。
EAST超导托卡马克团队经过一系列努力，最终在与即将建造中的1GW级别CFETR（中国先进科技实验反应堆）具备类似设计参数的情况下，成功确认了获取GrassyELMs必要条件，并揭示了它如何形成，以及它对于排除杂质粒子的能力。这项发现不仅为迈向长时间、高性能等离子体稳态运转提供了解决方案，而且还为推进我国正在进行的人口级别CFETR项目奠定了坚实基础。
