中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所近日宣布，全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）在可控核聚變研究領(lǐng)域取得重大突破。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)首次驗(yàn)證了托卡馬克裝置中“密度自由區(qū)”的存在，并成功突破長(zhǎng)期制約聚變裝置運(yùn)行的“密度極限”，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)更高性能的核聚變反應(yīng)提供了關(guān)鍵物理支撐。

可控核聚變被國(guó)際科學(xué)界公認(rèn)為解決人類能源危機(jī)的終極方案之一。其原理是通過(guò)模擬太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變過(guò)程，以海水中的氘、氚為燃料，產(chǎn)生近乎無(wú)限的清潔能源。托卡馬克裝置作為目前最主流的技術(shù)路線，利用強(qiáng)磁場(chǎng)將高溫等離子體約束在環(huán)形真空室內(nèi)，但長(zhǎng)期以來(lái)面臨等離子體密度上限的瓶頸——當(dāng)密度超過(guò)某一臨界值時(shí)，等離子體會(huì)因不穩(wěn)定而終止反應(yīng)，嚴(yán)重限制了聚變效率。

此次實(shí)驗(yàn)中，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化磁場(chǎng)配置與等離子體參數(shù)，在特定條件下使等離子體密度穩(wěn)定突破傳統(tǒng)理論極限，進(jìn)入“密度自由區(qū)”。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了以往對(duì)聚變約束條件的認(rèn)知，表明通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控運(yùn)行模式，可實(shí)現(xiàn)更高密度、更持久的聚變?nèi)紵Ｏ嚓P(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》，引發(fā)全球核聚變研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

該突破不僅為中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）的設(shè)計(jì)提供了直接依據(jù)，也為國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃貢獻(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)路徑。專家指出，這一成果標(biāo)志著中國(guó)在磁約束聚變基礎(chǔ)研究領(lǐng)域已躋身世界前列，為人類開(kāi)發(fā)終極清潔能源邁出了堅(jiān)實(shí)一步。目前，科研團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步探索優(yōu)化運(yùn)行模式，加速推動(dòng)核聚變從實(shí)驗(yàn)室研究向工程化應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。