記者從中科院離子體物理研究所獲悉，該所EAST超導托卡馬克團隊在前期工作基礎上，發展出了一種高性能穩態等離子體運行模式，并系統驗證了其與未來聚變堆若干運行條件的兼容性。研究成果日前在線發表在國際物理期刊《物理評論快報》上。
在托卡馬克核聚變實驗裝置中，高約束等離子體的邊界區域會周期性地爆發出一種稱為邊界局域模(ELM)的不穩定性。大幅度ELM類似太陽耀斑爆發，造成等離子體能量和粒子的瞬間釋放，噴射出強大的熱脈沖，侵蝕裝置的內壁，甚至導致材料的熔化，并產生大量雜質粒子污染聚變堆芯部等離子體，制約聚變堆長時間穩態運行。
在未來聚變堆上，需要將ELM帶來的瞬態熱負荷降低至少20倍，這是國際熱核聚變實驗堆ITER面臨的一個嚴峻挑戰，探索無ELM或具有小幅度ELM的高約束運行模式及其物理機制，是磁約束聚變研究的一個重大科學前沿問題。
Grassy ELM是一種特殊的自發高頻小幅度ELM，它帶來的瞬態熱負荷通常低于常規大幅度ELM的1/20，但其機理和獲得條件不清楚，國際一些主流托卡馬克上一直難以穩定地獲得這種運行模式。在未來聚變堆上，能否穩定可靠地獲得這種運行模式，是國際聚變界亟待回答的問題。
EAST團隊在與未來聚變堆類似的金屬壁、低旋轉、電子主導加熱等物理條件下，確認了獲得這一模式的物理條件。他們在實驗中首次揭示出Grassy ELM形成的內在動力學機制，并發現它對雜質具有很強的排出能力，特別適合實現高性能等離子體的長時間穩態運行。這一運行模式為解決聚變堆瞬態熱負荷瓶頸問題，實現聚變堆的穩態運行提供了一種潛在的新方案。
據悉，我國正在開展1GW聚變功率的聚變工程實驗堆CFETR的集成工程設計，這種運行模式的等離子體部分歸一化參數與CFETR的設計參數接近，為應用于未來ITER和CFETR高性能穩態運行模式奠定了物理基礎。
免責聲明：本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息，登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考，不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之，本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者，視為自愿接受本網站聲明的約束。
