中国EAST装置突破核聚变关键密度极限 为ITER及未来商业反应堆设计铺路

中国科学家在可控核聚变研究领域取得一项关键突破。位于合肥的**实验性先进超导托卡马克（Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST）**成功将极高密度的等离子体稳定约束，突破了长期制约聚变研究的格林沃尔德密度极限。

根据**《科学进展》（Science Advances）**期刊1月初发表的研究论文，EAST团队通过精确调控等离子体与反应堆内壁的相互作用，成功将等离子体密度稳定在格林沃尔德极限的1.3至1.65倍。这显著超越了此前0.8至1.0的常规运行区间。

格林沃尔德极限是托卡马克装置中等离子体密度的一个理论阈值，超过此限等离子体通常变得不稳定，导致聚变反应崩溃。更高的密度能增加原子核间的碰撞频率，从而降低实现聚变“点火”（即自持反应）所需的能量。

EAST是一种磁约束聚变实验装置，利用极强的磁场将等离子体约束在环形真空室中。尽管目前全球托卡马克装置均未实现净能量增益（即产出能量大于消耗能量），但EAST已能逐步延长稳定约束等离子体的时间。

此次突破对下一代聚变反应堆的设计具有直接贡献。中国和美国均是**国际热核实验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER）**项目的参与方。ITER是由数十个国家在法国共同建造的世界最大托卡马克装置，预计于2039年开始全面聚变实验，旨在为未来的商业聚变发电厂探索可行性。

核聚变通过融合轻原子核（类似太阳内部过程）来释放能量，理论上可提供近乎无限、清洁的能源，且不产生大量核废料或温室气体。然而，该技术研发已逾七十年，实现商业应用仍面临巨大工程挑战。