中國“人造太陽”實驗又有新突破揭示密度極限機理

小大

用微信掃描二維碼
分享至好友和朋友圈

關(guān)鍵詞：

2026-01-02 11:45:54 環(huán)球時報

1月2日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所科研團隊宣布，全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）實驗證實了托卡馬克密度自由區(qū)的存在，并找到了突破密度極限的方法，為磁約束核聚變裝置高密度運行提供了重要物理依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進展》上。

托卡馬克裝置是一種利用磁約束來實現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形裝置，鎖住高溫等離子體以達到核聚變目的。等離子體密度是托卡馬克性能的關(guān)鍵參數(shù)之一，直接影響聚變反應(yīng)速率。過去，科研人員發(fā)現(xiàn)等離子體密度存在一個極限，一旦達到這個極限，等離子體會破裂并逃脫磁場約束，釋放巨大能量到裝置內(nèi)壁，影響裝置安全運行。國際聚變界長期研究發(fā)現(xiàn)，觸發(fā)密度極限的物理過程發(fā)生于等離子體和裝置內(nèi)壁的邊界區(qū)域，但對其中的具體機制了解不多。

我國科研團隊發(fā)展了邊界等離子體與壁相互作用自組織（PWSO）理論模型，揭示了邊界雜質(zhì)引起的輻射不穩(wěn)定性在密度極限觸發(fā)中的關(guān)鍵作用。依托EAST全金屬壁運行環(huán)境，科研人員通過電子回旋共振加熱和預(yù)充氣協(xié)同啟動等方法降低邊界雜質(zhì)濺射，主動延遲了密度極限和等離子體破裂的發(fā)生。通過調(diào)控靶板的物理條件，降低了鎢雜質(zhì)主導(dǎo)的物理濺射，控制等離子體突破了密度極限，進入新的密度自由區(qū)。實驗結(jié)果與PWSO理論預(yù)測高度吻合，首次證實了托卡馬克密度自由區(qū)的存在。這項創(chuàng)新性工作為理解密度極限提供了重要線索，并為托卡馬克高密度運行提供了重要的物理依據(jù)。

這項工作由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所、華中科技大學(xué)、法國艾克斯-馬賽大學(xué)等單位協(xié)作完成，得到了國家磁約束聚變專項的支持。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

關(guān)閉

中國“人造太陽”實驗又有新突破 揭示密度極限機理

相關(guān)新聞

今日熱點

頻道熱點

中國“人造太陽”實驗又有新突破揭示密度極限機理