中国“人造太阳”实验有新冲破

EAST高密度实验示意图。（科研团队供给）

托卡马克装配是一种应用磁束缚来实现受控核聚变的环形装配，如同一个螺旋形“磁跑道”，锁住高温等离子体，达到核聚变目标。等离子体密度是托卡马克机能的关键参数之一，直接影响聚变反响速度。以前，科研人员发明，等离子体密度存在一个极限，一旦达到极限，等离子体就会决裂并逃脱磁场束缚，巨大年夜能量释放到装配内壁，影响装配安然运行。国际聚变界经由过程经久研究发明，触发密度极限的物理过程产生于等离子体和装配内壁的界线区域，但对个中的物理机制并不十分清楚。

此次，我国科研团队成长了界线等离子体与壁互相感化自组织（PWSO）理论模型，发明界线杂质引起的辐射不稳定性在密度极限触发中的关键感化，揭示了密度极限的触发机理。依托EAST全金属壁运行情况，科研人员应用电子回旋共振加热和预充气协同启动等办法降低界线杂质溅射，主动延迟了密度极限和等离子体决裂的产生。经由过程调控靶板的物理前提，降低了靶板钨杂质主导的物理溅射，控制等离子体冲破了密度极限，引导等离子体进入新的密度自由区。实验成果与PWSO理论猜测高度吻合，初次证实了托卡马克密度自由区的存在。这一立异性工作为懂得密度极限供给了重要线索，并为托卡马克高密度运行供给了重要的物理根据。

这项工作由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所、华中科技大年夜学、法国艾克斯-马赛大年夜学等单位协作完成，受到了国度磁束缚聚变专项的支撑。