新華社倫敦4月29日電（記者 郭爽）美國和中國研究人員近日在英國《自然》雜志上發(fā)表論文說,，他們在托卡馬克核聚變實驗中取得突破性進展,，不僅提高了等離子體密度上限，同時可使等離子體保持高約束模式的穩(wěn)態(tài)運行。新研究將受控核聚變技術(shù)向著商業(yè)化方向又推進一步,，但能否推廣到更大規(guī)模的設(shè)備上仍有待驗證,。

　　 受控核聚變技術(shù)有望為人類提供近乎無限的清潔能源,，幫助人類擺脫對化石燃料的依賴,。托卡馬克反應(yīng)堆是一種利用磁約束來實現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形裝置，被認為是利用核聚變發(fā)電的反應(yīng)堆中最有前景的設(shè)計之一,。在托卡馬克反應(yīng)堆內(nèi),，氫的同位素氘和氚被加熱到超高溫度以產(chǎn)生等離子體，強磁場將高溫等離子體約束在環(huán)形管道中,，使其發(fā)生聚變反應(yīng),。

　　 英國《新科學(xué)家》雜志報道說，通常認為,，在托卡馬克核聚變反應(yīng)中存在一個等離子體密度臨界點,，即“格林沃爾德極限”,。實驗表明，增加等離子體的密度可以提高能量產(chǎn)出,。然而當(dāng)?shù)入x子體密度達到“格林沃爾德極限”后將無法進一步提升,，否則等離子體就會逃脫磁場約束，造成反應(yīng)堆損壞,。

　　 在最新研究中,，美國通用原子公司、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和中國科學(xué)院等離子體物理研究所等機構(gòu)參與的團隊成功讓美國杜布萊特III-D托卡馬克核聚變實驗裝置在等離子體平均密度比“格林沃爾德極限”提高20%的情況下,，穩(wěn)定運行了2.2秒,；同時還實現(xiàn)了能量約束水平比標(biāo)準(zhǔn)的高約束模式高出約50%。

　　 據(jù)報道,，研究人員嘗試將已有的不同方法結(jié)合起來,，創(chuàng)造出一種新的運行機制。他們通過提高“甜甜圈”形狀等離子體的核心部位密度來增加能量輸出,，同時允許等離子體密度在靠近安全殼的邊緣下降,，從而避免等離子體逃逸。他們還向等離子體中注入氘氣,，以平息特定部位的反應(yīng)。

　　 研究人員指出,，該運行機制可以支持世界上現(xiàn)有核聚變反應(yīng)堆設(shè)計中的一些關(guān)鍵要求,，并為生產(chǎn)具有經(jīng)濟吸引力的聚變能源開辟了一條潛在途徑。