日前據新華社報道，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所科研團隊宣布重大發現。

有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）實驗證實托卡馬克密度自由區的存在。

科學團隊找到突破密度極限的方法，為磁約束核聚變裝置高密度運行提供了重要的物理依據。

據介紹，等離子體密度是托卡馬克性能的關鍵參數之一，直接影響聚變反應速率。

過去科研發現，等離子體密度存在一個極限，一旦達到極限，等離子體就會破裂並逃脫磁場約束，巨大能量釋放到裝置內壁，影響裝置安全運行。

此次，我國科研團隊發展了邊界等離子體與壁相互作用自組織（PWSO）理論模型。

依托EAST全金屬壁運行環境，科研人員利用電子回旋共振加熱和預充氣協同啟動等方法降低邊界雜質濺射，主動延遲了密度極限和等離子體破裂的發生。

通過調控靶板的物理條件，降低了靶板鎢雜質主導的物理濺射，控製等離子體突破了密度極限，引導等離子體進入新的密度自由區。

實驗結果與PWSO理論預測高度吻合，首次證實了托卡馬克密度自由區的存在。

這一創新性工作為理解密度極限提供了重要線索，並為托卡馬克高密度運行提供了重要的物理依據。

據悉，這項工作由中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所、華中科技大學、法國艾克斯-馬賽大學等單位協作完成，受到了國家磁約束聚變專項的支持。