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的多个运行条件兼容，研究成果已经发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。
在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域会出现一种周期性的不稳定性，即边界局域模（ELM），这类似于太阳耀斑爆发，将能量和粒子的释放导致热脉冲强烈，严重侵蚀设备内壁甚至导致材料熔化，同时产生大量杂质污染聚变堆芯部，使得长时间稳态运行成为挑战。为了降低ELM带来的瞬时热负荷至少20倍，是ITER面临的一个巨大挑战，而探索无ELM或小幅度ELM的高约束运行及其物理机制，是磁约束聚变研究领域的一个前沿科学问题。
GrassyELM是一种特殊的小幅度、高频自发型ELM，它通常只带来常规大幅度ELMs的一分之一热负荷，但其形成原因和获得条件至今仍未完全清楚。在国际主流托卡马克设备上，一直难以实现这种稳定的状态。而EAST团队通过金属壁、低旋转加热电子为主导等相同条件下，确认了获取GrassyELM所需的物理条件，并首次揭示了其形成过程中的内部动力学机制。这也显示出它对杂质排除能力强，对实现长时间、高性能等离子体稳态操作非常有利，为解决瞬时热负荷瓶颈提供了一条潜在途径。
值得一提的是，我国正积极推进1GW级别聚变功率CFETR工程实验堆集成设计工作，其设计参数接近于该新的运行模式，这为将此模式应用到未来ITER和CFETR项目奠定了基础。
