近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所宣布,被称为“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得突破性进展。科研团队成功验证了托卡马克装置中“密度自由区”的存在,找到了突破长期制约聚变装置运行的“密度极限”的方法,为未来实现更高性能的可控核聚变奠定了关键物理基础。
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可控核聚变被视为解决人类未来能源问题的理想途径之一,其目标是以海水中的氘、氚为燃料,模拟太阳的核聚变过程,从而获得几乎无限、清洁的能源。托卡马克是一种利用强磁场约束高温等离子体的环形容器,是实现可控核聚变最有前景的技术路线。长期以来,等离子体密度存在一个理论上限,超过此极限会导致运行不稳定,严重制约了聚变反应的效率。
本次突破性实验证实,在特定的运行条件下,等离子体密度可以稳定超越传统理论预言的上限,进入所谓的“密度自由区”。这一原创性发现打破了固有的认知局限,使得实现更高密度、更高效的聚变燃烧成为可能。相关研究成果已发表于国际权威学术期刊《科学进展》。
该成果不仅为正在规划建设中的中国聚变工程实验堆(CFETR)提供了重要设计依据,也对国际热核聚变实验堆(ITER)计划具有重要参考价值。它标志着我国在磁约束聚变基础研究领域走在了世界前沿,是人类探索开发终极清洁能源道路上的一个坚实里程碑。科研团队下一步将继续探索优化运行模式,推动核聚变能源从实验室走向实际应用的进程。
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