科技日报合肥7月2日电（记者吴长锋）本报讯，中科院离子体物理研究所EAST超导托卡马克团队在前期基础上，不断探索与优化高性能稳态等离子体运行模式。经过一系列的实验和验证，他们成功地开发了一种能够实现高效稳定运行的新型等离子体状态，并且系统地评估了其与未来聚变堆若干关键运行条件的兼容性。这项研究成果已经发表于国际知名物理学期刊《物理评论快报》。
在托卡马克核聚变实验装置中，边界区域周期性爆发称为边界局域模（ELM）的不稳定现象，这类似太阳耀斑的爆发，对等离子体能量和粒子的释放具有重大影响。ELM导致热脉冲强烈喷射，严重侵蚀装置内壁，有时甚至导致材料熔化并产生大量杂质污染聚变堆芯部，从而限制了长时间稳态运行。在未来的聚变堆项目，如ITER面临着降低ELM带来的热负荷至少20倍这一挑战。
GrassyELM是一种特殊类型的小幅度、高频率自发不稳定现象，它带来的是比大幅度ELM要低得多的瞬态热负荷，但其形成机制及获得条件仍然是科学家们深感好奇的问题。国际上的主要托卡马克设备一直难以实现这种模式，而EAST团队在金属壁、低旋转加热电子主导等条件下，成功确认了获得GrassyELM所需的一系列物理参数。此外，他们还首次揭示了该模式形成过程中的内在动力学机制，并发现它对杂质排除能力极强，这使得它成为实现长时间高性能等离子体稳态运行的一个理想选择。
这项创新性的研究为解决未来聚变堆面临的瞬态热负荷问题提供了一条新的发展路径，为 ITER 和中国正在建设的大型磁约束核聚变实验反应堆CFETR 的应用奠定了坚实的理论基础。这一突破对于推进全球核融合科学领域，将具有重要意义。
