克雷西 发自 凹非寺 量子位 | 公众号 QbitAI 中国"人造太阳"，又有新突破！ 华中科技大学朱平教授和中科院合肥研究院严宁副教授共同领导的托卡马克实验装置研究，登上了Science子刊。 这项研究验证了了边界等离子体与壁相互作用自组织（PWSO）理论模型，从实验上确认了托卡马克运行中长期存在的密度极限背后机理。 该发现证实了托卡马克中 密度自由区 （density-free regime）的存在，成功 突破密度极限 ，为聚变点火提供了新的路径。 密度极限，聚变效率的天堑 在"人造太阳"，即磁约束核聚变的研究过程中，科学家们始终面临着一个核心物理难题——如何在维持等离子体宏观稳定的前提下，大幅提升 其粒子密度。 这是因为根据衡量核聚变能否发生点火及实现能量净增益的"劳森判据"（Lawson Criterion）， 聚变反应的发生条件取决于等离子体密度、 温度以及能量约束时间的乘积 。 这是由核聚变反应最基础的二体碰撞物理机制决定的。由于聚变反应发生的前提是两个原子核在极高速度下发生"迎头相撞"并克服库仑斥力， 其反应发生的概率本质上取决于单位体积内参与碰撞的粒子数的乘积。 这意味着， 聚变输出功率密度与 ...

本文转自【科技日报】； 2日，记者从中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所获悉，被称为"人造太阳"的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在物理实验中取得 重要成果。该研究团队基于边界等离子体与壁相互作用自组织理论，通过物理实验证实了托卡马克密度自由区的存在。相关研究成果已于1月1日发表于国 际学术期刊《科学进展》。 EAST高密度实验示意图。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所供图 科研团队发展了一种新的理论模型——边界等离子体与壁相互作用自组织（PWSO）理论模型。通过这个模型，团队发现了边界杂质引发的辐射不稳定性 在触发密度极限时的关键作用，解析出了辐射不稳定性的边界，揭示了密度极限的触发机理，并预测了密度极限之外的密度自由区。 在实验中，研究人员依托EAST装置的全金属壁运行环境，利用电子回旋共振加热和预充气协同启动等方法，减少了装置边界的杂质溅射，延迟了密度极 限的到来和等离子体破裂的发生。 研究人员还通过调控靶板的物理条件，降低了靶板钨杂质造成的物理溅射，让等离子体成功突破了密度极限，并平稳进入了预测中的密度自由区。令人振 奋的是，实验结果和PWSO理论预测高度吻合，首次证实了 ...

此次，我国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，发现边界杂质引起的辐射不稳定性在密度极限触发中 的关键作用，揭示了密度极限的触发机理。依托EAST全金属壁运行环境，科研人员利用电子回旋共振加热和预充气协同启动等方法降低边 界杂质溅射，主动延迟了密度极限和等离子体破裂的发生。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，控制等离子体 突破了密度极限，引导等离子体进入新的密度自由区。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。这 一创新性工作为理解密度极限提供了重要线索，并为托卡马克高密度运行提供了重要的物理依据。 中国"人造太阳"实验找到突破密度极限的方法 1月2日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，有"人造太阳"之称的全超导托卡马克核聚变实验装置 （EAST）实验证实托卡马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，为磁约束核聚变装置高密度运行提供了重要的物理依据。相关 研究成果发表在国际学术期刊《科学进展》上。 EAST高密度实验示意图。（科研团队提供） 托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置，犹如一 ...

EAST实验结果与PWSO理论预测相互印证。（科研团队提供） 此次，我国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， 发现边界杂质引起的辐射不稳定性在密度极限触发中 的关键作用，揭示了密度极限的触发机理。 依托EAST全金属壁运行环境，科研人员利用电子回旋共振加热和预充气协同启动等方法降低边 界杂质溅射，主动延迟了密度极限和等离子体破裂的发生。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，控制等离子体突 破了密度极限，引导等离子体进入新的密度自由区。 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。 这一 创新性工作为理解密度极限提供了重要线索，并为托卡马克高密度运行提供了重要的物理依据。 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、华中科技大学、法国艾克斯-马赛大学等单位协作完成，受到了国家磁约 束聚变专项的支持。 据新华社，1月2日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布， 有"人造太阳"之称的全超导托卡马克核聚变实验 装置（EAST）实验证实托卡马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，为磁约束核聚变装置高密 ...

EAST实验结果与PWSO理论预测相互印证。（科研团队提供） 1月2日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，有"人造太阳"之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实验证实托卡 马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，为磁约束核聚变装置高密度运行提供了重要的物理依据。相关研究成果发表在国际学术期刊《科学进 展》上。 此次，我国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，发现边界杂质引起的辐射不稳定性在密度极限触发中的关键作用，揭示 了密度极限的触发机理。依托EAST全金属壁运行环境，科研人员利用电子回旋共振加热和预充气协同启动等方法降低边界杂质溅射，主动延迟了密度极限 EAST高密度实验示意图。（科研团队提供） 托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置，犹如一个螺旋形"磁跑道"，锁住高温等离子体，达到核聚变目的。等离子体密度是托卡马克 性能的关键参数之一，直接影响聚变反应速率。过去，科研人员发现，等离子体密度存在一个极限，一旦达到极限，等离子体就会破裂并逃脱磁场约束，巨 大能量释放到装置内壁，影响装置安全运行。国际聚变界通过长期研究发现，触 ...