中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所传来重大科研突破——我国自主设计的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在物理实验中实现关键进展，相关成果已发表于国际权威学术期刊《科学进展》，标志着我国在磁约束核聚变基础研究领域迈入全球领先行列。
作为国际公认的“人造太阳”核心装置，EAST采用环形真空室结构，通过超导磁体构建螺旋形“磁笼”，将上亿摄氏度的等离子体约束在真空环境中，模拟太阳内部的核聚变反应过程。等离子体密度作为决定聚变反应效率的核心参数，其控制技术长期制约着核聚变能源的实用化进程。
科研团队在实验中首次证实了“密度自由区”的理论存在，并成功突破困扰学界数十年的“密度极限”瓶颈。传统理论认为，当等离子体密度达到临界值时，装置内壁材料溅射产生的金属杂质会引发辐射不稳定性，导致等离子体约束失效并剧烈破裂。这种能量失控现象不仅威胁设备安全，更限制了聚变反应的持续运行。
研究团队通过构建“边界等离子体与壁相互作用自组织（PWSO）”理论模型，发现密度极限的触发机制源于边界区域杂质辐射的连锁反应。具体而言，装置内壁的金属杂质渗入等离子体边界后，会通过辐射冷却效应削弱磁场约束能力，最终引发整体约束失效。这一发现颠覆了单纯依赖密度控制的传统认知，为突破技术瓶颈提供了全新路径。
基于新理论指导，科研人员针对EAST全金属内壁环境开发出多维度调控技术。通过电子回旋共振加热与预充气协同启动技术，有效降低了边界杂质溅射速率；同时优化靶板材料与几何结构，将钨杂质影响抑制至安全范围。实验数据显示，这些创新手段使等离子体密度突破原有极限15%以上，在延长约束时间的同时保持了反应稳定性。
实验结果与PWSO理论预测呈现高度一致性，验证了新模型对高密度等离子体行为的精准描述能力。这项突破不仅为EAST装置创造了新的运行纪录，更为国际热核聚变实验堆（ITER）等国际大科学工程提供了关键技术支撑，显著提升了人类掌控核聚变能源的信心。
