科学家展示了一种新的等离子体运行机制，有望解决聚变能源面临的两大核心挑战。在聚变反应堆内部，物质被加热到比太阳更高的温度，并依靠强磁场进行约束。然而，如何让这种超高温等离子体稳定存在足够长的时间以产生可用能量，仍然是该领域最棘手的问题之一。其中一个关键难点在于，等离子体边缘会释放出强烈的能量爆发，可能损伤反应堆壁。排气系统还需要承受接近航天器再入大气层时的极端热负荷。
中国研究人员可能找到了一种应对这两项挑战的方法。由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所团队主导，研究人员在EAST聚变装置上验证了一种新的等离子体运行模式。该模式能够降低反应堆部件的热冲击、抑制不稳定性，并保持良好的能量约束。相关成果已发表在物理评论快报上，并在金属壁条件下稳定维持了约一分钟。
聚变反应依赖磁场约束等离子体。要实现持续运行，不仅需要维持高温和高约束，还必须安全地将多余的热量和粒子从边缘区域排出。其中最脆弱的部位之一是偏滤器，它负责处理逸出的热量和粒子。在常规状态下，这一区域承受极高热通量，容易对材料造成损伤。通常，研究人员会注入少量杂质气体，通过“脱离”过程降低温度，但过度冷却会削弱等离子体性能。
