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韩国研究团队宣布 ， 他们发现了一种新的等离子体操作模式 ， 该模式可以提高聚变能源的等离子体性能 ， 这是基于对韩国超导托卡马克高级研究所（KSTAR）超高温超高温等离子体操作的分析 。 为了确保这项技术的安全 ， 世界范围内的聚变能源科学家通过理论和实验研究 ， 一直在努力寻找最有效的等离子体工作模式 。 最常用的工作模式之一是H模式（高性能模式） ， 这种模式可以理解为聚变反应堆等离子体操作方法 ， 除了不断革新托卡马克硬件之外 ， 这些模式属于软件方面 ， 也是开发下一代操作模式的基准 。
然而 ， 这种H模式的主要缺点是等离子体不稳定性的出现 ， 即边缘局部化模式ELM ， 其中边缘等离子体的压力会超过阈值 ， 使等离子体像气球一样爆裂 。 由于这会对反应堆内壁造成损坏 ， 科学家们一直在探索各种控制ELM的方法 ， 同时试图开发更稳定的等离子体操作模式 。
通过分析KSTAR操作的实验数据并通过模拟进行分析 ， 韩国科学家发现 ， 由于外部加热产生的快速离子或高能粒子稳定了等离子体内部的湍流 ， 导致等离子体温度急剧升高 。 这种新发现的等离子体机制被称为“快速离子调节增强（FIRE）模式” 。
由于与H模式相比 ， FIRE模式可以提高等离子体性能 ， 同时不产生ELM ， 而且更容易操作和控制 ， 因此它有望为商业聚变反应堆开发等离子体操作技术开辟新的可能性 ， 并为国际热核实验反应堆ITER的运行做出贡献 。
该研究的第一作者解释说：“FIRE模式是一项创造性的工作 ， 它分析了实验中未能达到预期结果的原因 。 失败引导了一项新的发现 ， 这表明KSTAR在韩国聚变能源开发方面进行了相当新颖和独特的研究 。 ”他补充道：“这一发现之所以成为可能 ， 是因为KFE与韩国国内外大学以及KSTAR的密切合作 ， KSTAR是在极低磁场下建造的 ， 达到了最佳水平 。 ”
“在进行聚变反应时 ， 需要考虑三个因素：密度、温度和限制时间 。 在这三个因素中 ， 我们采用了一种新的方法来关注温度 。 具体来说 ， 通过将KSTAR的加热能力集中在低密度等离子体核心 ， 我们能够开发出FIRE模式 。 ”论文的第一作者解释说：“我们计划通过进一步研究FIRE模式和快离子 ， 提高KSTAR在1亿摄氏度以上的等离子体性能和运行时间 。 ”
【软件方面的巨大进步，韩国科学家改写了核聚变托卡马克底层模式】
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