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，展示了科学家们对解决聚变能问题的一大步。
在托卡马克核聚变实验装置中，一种名为边界局域模（ELM）的不稳定性会周期性地爆发，这类似太阳耀斑般强烈的情形，它导致等离子体中的能量和粒子的突然释放，产生强大的热脉冲，从而侵蚀设备内部壁部甚至导致材料熔化，同时也会产生大量杂质污染聚变堆芯部等离子体，使得长时间稳定运行成为一个巨大的挑战。为了应对这个问题，我们需要将ELM带来的瞬间热负荷减少至少20倍，这对于正在建设中的ITER项目来说是一个非常严峻的问题。
GrassyELM是一种特殊类型的小幅度、高频率的自发不稳定现象，其带来的热负荷通常比传统的大型ELM小得多。但是，这个过程背后的机理及其获得条件一直以来都是科学界的一个谜题。在国际上很多主流托卡马克设备都难以实现持续可靠地获得这种状态。而现在，EAST团队已经成功确认了在金属壁、低旋转速度、电子主导加热这些特定的条件下可以实现GrassyELM。此外，他们还揭示了这个过程形成内在动力学机制，以及它如何有效排除杂质，有助于实现长时间高性能等离子体的稳态运行。这一新的发现为解决瞬时热负荷瓶颈提供了一条新的途径，为未来的ITER和CFETR项目奠定了基础。
值得一提的是，我国正积极推进1GW级别聚变功率的CFETR工程实验堆集成工程设计工作。由于这款新技术与CFETR设计参数接近，它为应用于未来ITER和CFETR上的高性能稳态运行模式提供了一定的理论支持和实际指导意义。这无疑是科技前沿领域的一次重要突破，对人类争取到更多清洁能源资源具有深远意义。
