核心观点 - 中国科研团队在“人造太阳”（EAST）实验中，首次证实了托卡马克密度自由区的存在，找到了突破等离子体密度极限的方法，为磁约束核聚变装置实现高密度运行提供了关键物理依据 [1][5] 技术突破与发现 - 科研团队发展了边界等离子体与壁相互作用自组织（PWSO）理论模型，揭示了边界杂质引起的辐射不稳定性是触发密度极限的关键机理 [5] - 依托EAST全金属壁环境，团队利用电子回旋共振加热和预充气协同启动等方法，成功降低了边界杂质溅射，主动延迟了密度极限和等离子体破裂的发生 [5] - 通过调控靶板的物理条件，降低了靶板钨杂质主导的物理溅射，从而控制等离子体突破了原有密度极限，引导其进入新的密度自由区 [5] - 实验结果与PWSO理论预测高度吻合，首次证实了托卡马克密度自由区的存在 [5] 研究背景与意义 - 等离子体密度是托卡马克性能的关键参数，直接影响聚变反应速率，但过去发现其存在一个极限，超过此极限会导致等离子体破裂并威胁装置安全 [4] - 国际聚变界长期研究已知密度极限触发于等离子体与装置内壁的边界区域，但对具体物理机制并不完全清楚 [4] - 此次突破性工作为理解密度极限提供了重要线索，并为托卡马克实现高密度运行奠定了重要的物理基础 [1][5] 研究团队与支持 - 此项研究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、华中科技大学、法国艾克斯-马赛大学等单位协作完成 [5] - 研究受到了国家磁约束聚变专项的支持 [5]