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中國“人造太陽”首證“密度自由區”存在

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2026-01-02 12:45 |

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  香港中通社1月2日電 中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所2日宣布,全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)在高密度等離子體運行方面取得里程碑式進展,首次在實驗中證實“托卡馬克密度自由區”的存在,成功突破長期制約核聚變效率的“密度極限”。

  據介紹,托卡馬克裝置通過強磁場約束上億攝氏度的等離子體,模擬太陽聚變過程。其中,等離子體密度直接決定聚變反應速率,但長期以來,科學界發現其存在一個“密度極限”:一旦超過該閾值,等離子體會突然破裂,釋放巨大能量衝擊裝置內壁,嚴重威脅運行安全。這一瓶頸阻礙了聚變能向高效、穩態方向發展。

  此次,中國科研團隊創新提出“邊界等離子體與壁相互作用自組織”(PWSO)理論模型,揭示密度極限的觸發機制源於邊界區域金屬雜質(如鎢)引發的輻射不穩定性。

  實驗成功延緩了密度極限的到來,引導等離子體平穩突破原有上限,進入更高密度的“自由區”。該成果不僅破解了國際聚變界長期懸而未決的關鍵難題,也為未來聚變堆實現高密度、高約束、長脈衝運行奠定了重要物理基礎。

  本項研究由中科院合肥物質科學研究院牽頭,聯合華中科技大學、法國艾克斯-馬賽大學等機構共同完成,獲國家磁約束聚變專項支持,標誌著中國在可控核聚變基礎研究領域持續領跑全球。相關成果已發表於國際權威期刊《科學進展》。(完)

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