在国际核聚变研究领域,一项来自中国的突破性成果引发广泛关注。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的科研团队,通过全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得重要进展,首次在实验中验证了托卡马克密度自由区的存在,并成功探索出突破密度极限的路径,为磁约束核聚变装置的高密度运行提供了关键理论支撑。相关成果已发表于国际权威学术期刊《科学进展》。
此次突破的核心在于团队自主研发的边界等离子体与壁相互作用自组织(PWSO)理论模型。该模型通过系统分析等离子体与实验装置内壁的动态交互过程,构建了描述密度极限触发机制的数学框架,并预测了密度极限之外的潜在自由区域。这一理论创新为实验设计提供了精准指导,使团队能够针对性地调控实验参数。
在实验环节,科研人员通过精确控制靶板材料的物理特性,引导等离子体突破传统密度极限,成功进入理论预测的密度自由区。实验数据显示,等离子体在新型运行模式下展现出更稳定的约束状态,其密度分布与PWSO模型的计算结果高度一致。这一成果不仅证实了密度自由区的物理存在,更开创了高参数等离子体运行的新范式。
全超导托卡马克装置(EAST)作为国际领先的核聚变研究平台,其运行参数直接关系到未来聚变能的商业化前景。此次突破标志着我国在磁约束核聚变领域已从跟跑迈向领跑,为解决聚变装置密度极限这一世界性难题提供了中国方案。研究团队表示,后续将进一步优化实验条件,探索更高密度下的等离子体约束特性,为聚变能实用化进程注入新动能。











