新年第一天，中国核聚变取得新突破！等离子体密度闯入无密区

2026年的第一束阳光还没来得及照亮大地，中国的人造太阳已经悄然打破了那道困扰全人类几十年的“死线”——在全超导托卡马克装置东方超环（EAST）上，等离子体密度不仅没有在触碰极限时崩塌，反而一路飙升，稳稳站上了理论极限值的1.65倍！

这一脚油门踩下去，不仅没翻车，还把核聚变的大门踹开了一条更宽的缝。

这项由华中科技大学朱平教授团队与中科院合肥物质科学研究院颜宁副研究员团队合作完成的重大成果，于2026年1月1日，正式发表在国际知名期刊《科学进展》（Science Advances）上。这并非简单的参数刷新，而是人类第一次在托卡马克装置上，实打实地验证了传说中的“无密度限制区”不仅存在，而且可达。这意味着，未来聚变堆通往点火（能量正增益）的路上，最大的拦路虎之一被卸掉了獠牙。

一、悬在头顶的达摩克利斯之剑

核聚变圈子里，有一条让人闻风丧胆的铁律，叫“格林瓦尔德密度极限”（Greenwald density limit，简称nG）。

这是什么概念？这就好比你在高速公路上开车，所有的经验公式都告诉你：只要车速超过120码，轮子就会立马飞出去，车毁人亡。在托卡马克里，只要等离子体的电子密度试图超过这个nG值，就真的会NG，发生“破裂”瞬间把自己撕碎，甚至损坏昂贵的机器。

几十年来，全世界的物理学家看着这个nG天花板叹气。要想核聚变发电，密度必须足够高，因为聚变功率跟密度的平方成正比。密度上不去，火就点不着。

难道这就是命？

二、山重水复疑无路

古人云：物极必反。物理学家们开始怀疑，是不是我们“开车”的方式不对？

前几年，学术界提出了一个极其大胆的“等离子体-壁自组织理论”（PWSO）。这个理论画了一张藏宝图：它说，现有的密度极限只是一个陷阱（Density-limit basin），如果你能换一种操作模式，把等离子体和周围墙壁的关系理顺，就能跳出这个坑，进入一个全新的“无密度限制区”（Density-free basin）。

在那里，密度不再有天花板，海阔凭鱼跃。

听起来像玄幻小说？但这回，中国的EAST团队把小说变成了现实。

三、柳暗花明又一村

怎么做到的？关键在于“退一步海阔天空”。

以往为了冲高参数，大家往往拼命加热，结果偏滤器（处理废热和杂质的地方）温度太高，把墙壁上的杂质都轰了出来。杂质一多，辐射就大，能量一亏空，等离子体瞬间暴毙。

EAST团队反其道而行之。他们在启动阶段，就祭出了两大法宝：

第一，微波辅助（ECRH）。就像冬天生炉子，先用喷火枪（电子回旋共振加热）帮着把火引得更旺、更纯。

第二，高气压“闷烧”。注入比平时多得多的燃料气体。

奇迹发生了。

当所有人都以为等离子体会因为密度过高而窒息时，数据却显示，偏滤器靶板附近的等离子体温度竟然降下来了！

这就好比给躁动的锅炉底抽了一根薪。靶板温度一低，墙壁（EAST用的是全钨偏滤器，这点很关键）就不再乱喷杂质。等离子体变得出奇的干净（有效电荷数 Z_eff显著下降）。

四、无人区的风景

没有了杂质捣乱，等离子体就像挣脱了锁链的猛兽，密度一路狂飙。

常规操作下，EAST的密度通常只能跑到极限值的0.8到1.0倍。稍微一过线，就要准备写事故报告了。但这一次，实验数据令人振奋：

1.3倍……1.5倍……最终稳定在1.65倍nG！

而且，等离子体没有破裂，它在那个传说中的“无密度限制区”里，运行得稳如老狗。实验数据与理论模型的预测惊人地吻合——当靶板温度足够低时，密度限制真的消失了。

这不仅仅是数字的胜利。

它证明了，只要我们能控制好等离子体和墙壁的“外交关系”（降低靶板温度，减少杂质溅射），托卡马克完全可以承载极高的等离子体密度。这对于未来的国际热核聚变实验堆（ITER）和中国聚变工程实验堆（CFETR）来说，无异于在茫茫黑夜中点亮了一盏指路明灯。

不积跬步，无以至千里。

2026年的第一天，中国科学家用这样一份硬核的礼物，告诉世界：在追逐人造太阳的路上，没有什么极限是不可打破的。

参考文献：

Liu, J., Zhu, P., Escande, D. F., et al. (2026). Accessing the density-free regime with ECRH-assisted ohmic start-up on EAST. Science Advances, 12, eadz3040.