1月2日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，被誉为“人造太阳”的实验型全超导托卡马克聚变阵列（EAST）通过实验证实了托卡马克无密度区的存在，发现了克服密度极限的方法，为磁约束聚变装置高密度运行提供了重要物理基础。相关研究成果发表在国际学术期刊《Science Advances》上。 EAST高密度实验示意图。 （科研团队提供）托卡马克装置是一种利用磁约束实现受控核聚变的环形装置。它就像一条螺旋形的“磁跑道”，限制着炽热的等离子体，从而达到核聚变的目的。等离子体密度是托卡马克性能的重要参数之一直接影响聚变反应的速率。过去，科学研究人员发现等离子体的密度是有限度的。当达到极限时，等离子体会破裂并逃离磁场的限制，向设备内壁释放大量能量，影响其安全运行。国际聚变界通过长期研究发现，导致密度极限的物理过程发生在等离子体与装置内壁的边界区域，但其物理机制尚不清楚。 EAST的实验结果与PWSO的理论预测相互印证。 （科研团队提供）此次，科研团队中国ICA开发了等离子体-边界壁相互作用（PWSO）的理论自组织模型，发现边界杂质引起的辐射不稳定性在诱发密度中起着重要作用。ty 边界，并阐明了诱导密度边界的机制。研究人员利用EAST的全金属壁操作环境，使用电子回旋共振加热和协同预充电激活等方法来减少边界杂质溅射，以主动延迟密度边界和等离子体击穿的发生。通过调整靶板的物理条件，减少靶板上以钨杂质为主的物理溅射，控制等离子体超过密度极限，将等离子体引导至新的无密度区。实验结果与PWSO的理论预测完全吻合，首次证实了托卡马克无密度区的存在。这项开创性的研究为理解密度极限提供了重要线索，并为高密度托卡马克的运行提供了重要的物理基础。这项研究是与研究所合作完成的等离子体物理研究所、中国科学院合肥物质科学研究院、华中科技大学、法国艾克斯-马赛大学等部门合作，并得到国家磁约束聚变专项项目的支持。来源：陈诺/新华社客户端
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