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法国WEST与美国DIII-D开展等效等离子体对比,为ITER高性能运行寻找依据

法国CEA于11月9日介绍WEST与美国DIII-D开展的协调实验。研究人员在不同装置上匹配无量纲等离子体参数,比较热约束、H模门槛与离子加热。实验在2025年进行,论文于2026年5月发表。

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公布日期:2026-11-09

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FUSION INDUSTRYFUSION INDUSTRYFUSION INDUSTRY品牌标识,不是实验装置实景照片

法国的WEST和美国的DIII-D,装置形状与内壁材料不同,能否在相近物理条件下直接比较等离子体的热约束?法国原子能与替代能源委员会(CEA)于11月9日介绍了两台装置的协调实验。这一研究试图为ITER同时实现高性能和较长运行时间提供依据。

短时高压与长脉冲钨壁各有所长

DIII-D利用中性粒子束和电子回旋共振加热,可在较短时间内实现较高的归一化等离子体压力;WEST具有主动冷却的钨材料部件,适合长脉冲运行。只比较温度或持续时间,会受到装置尺寸和形状差异的干扰。

研究团队调整等离子体形状、归一化压力、碰撞性以及离子与电子温度比等无量纲参数,使两台装置的核心条件尽量接近。结果表明,在常规低约束模式(L模)下,两台装置具有相近的归一化热约束性能。

对ITER的高约束运行意味着什么

更难的问题是进入能够更好保持热量的高约束模式(H模)。两台装置的对比有助于研究磁场强度、装置形状及有限加热功率对转换门槛的影响。在主要加热电子的条件下,能量约束时间与电子—离子能量交换时间的比值,也是离子升温的重要因素。

这组实验于2025年4月至5月开展,同行评审论文于2026年5月发表。CEA在2026年11月9日的文章中进一步解释成果与后续实验方向。这样的跨装置数据可用于检验ITER运行预测模型。FI的等离子体湍流介绍也解释了热输运为何困难。

来源与原始资料

信息核实日期:2026-11-13
实验于2025年4至5月进行,同行评审论文发表于2026年5月,CEA于2026年11月9日发布研究介绍。L模的相似性不能解释为已在两台装置上实现长期H模运行。

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