新年第一天，中國核聚變取得新突破！等離子體密度闖入無密區

2026年的第一束陽光還沒來得及照亮大地，中國的人造太陽已經悄然打破了那道困擾全人類幾十年的“死線”——在全超導托卡馬克裝置東方超環（EAST）上，等離子體密度不僅沒有在觸碰極限時崩塌，反而一路飆升，穩穩站上了理論極限值的1.65倍！

這一腳油門踩下去，不僅沒翻車，還把核聚變的大門踹開了一條更寬的縫。

這項由華中科技大學朱平教授團隊與中科院合肥物質科學研究院顏寧副研究員團隊合作完成的重大成果，于2026年1月1日，正式發表在國際知名期刊《科學進展》（Science Advances）上。這并非簡單的參數刷新，而是人類第一次在托卡馬克裝置上，實打實地驗證了傳說中的“無密度限制區”不僅存在，而且可達。這意味著，未來聚變堆通往點火（能量正增益）的路上，最大的攔路虎之一被卸掉了獠牙。

一、懸在頭頂的達摩克利斯之劍

核聚變圈子里，有一條讓人聞風喪膽的鐵律，叫“格林瓦爾德密度極限”（Greenwald density limit，簡稱nG）。

這是什么概念？這就好比你在高速公路上開車，所有的經驗公式都告訴你：只要車速超過120碼，輪子就會立馬飛出去，車毀人亡。在托卡馬克里，只要等離子體的電子密度試圖超過這個nG值，就真的會NG，發生“破裂”瞬間把自己撕碎，甚至損壞昂貴的機器。

幾十年來，全世界的物理學家看著這個nG天花板嘆氣。要想核聚變發電，密度必須足夠高，因為聚變功率跟密度的平方成正比。密度上不去，火就點不著。

難道這就是命？

二、山重水復疑無路

古人云：物極必反。物理學家們開始懷疑，是不是我們“開車”的方式不對？

前幾年，學術界提出了一個極其大膽的“等離子體-壁自組織理論”（PWSO）。這個理論畫了一張藏寶圖：它說，現有的密度極限只是一個陷阱（Density-limit basin），如果你能換一種操作模式，把等離子體和周圍墻壁的關系理順，就能跳出這個坑，進入一個全新的“無密度限制區”（Density-free basin）。

在那里，密度不再有天花板，海闊憑魚躍。

聽起來像玄幻小說？但這回，中國的EAST團隊把小說變成了現實。

三、柳暗花明又一村

怎么做到的？關鍵在于“退一步海闊天空”。

以往為了沖高參數，大家往往拼命加熱，結果偏濾器（處理廢熱和雜質的地方）溫度太高，把墻壁上的雜質都轟了出來。雜質一多，輻射就大，能量一虧空，等離子體瞬間暴斃。

EAST團隊反其道而行之。他們在啟動階段，就祭出了兩大法寶：

第一，微波輔助（ECRH）。就像冬天生爐子，先用噴火槍（電子回旋共振加熱）幫著把火引得更旺、更純。

第二，高氣壓“悶燒”。注入比平時多得多的燃料氣體。

奇跡發生了。

當所有人都以為等離子體會因為密度過高而窒息時，數據卻顯示，偏濾器靶板附近的等離子體溫度竟然降下來了！

這就好比給躁動的鍋爐底抽了一根薪。靶板溫度一低，墻壁（EAST用的是全鎢偏濾器，這點很關鍵）就不再亂噴雜質。等離子體變得出奇的干凈（有效電荷數 Z_eff顯著下降）。

四、無人區的風景

沒有了雜質搗亂，等離子體就像掙脫了鎖鏈的猛獸，密度一路狂飆。

常規操作下，EAST的密度通常只能跑到極限值的0.8到1.0倍。稍微一過線，就要準備寫事故報告了。但這一次，實驗數據令人振奮：

1.3倍……1.5倍……最終穩定在1.65倍nG！

而且，等離子體沒有破裂，它在那個傳說中的“無密度限制區”里，運行得穩如老狗。實驗數據與理論模型的預測驚人地吻合——當靶板溫度足夠低時，密度限制真的消失了。

這不僅僅是數字的勝利。

它證明了，只要我們能控制好等離子體和墻壁的“外交關系”（降低靶板溫度，減少雜質濺射），托卡馬克完全可以承載極高的等離子體密度。這對于未來的國際熱核聚變實驗堆（ITER）和中國聚變工程實驗堆（CFETR）來說，無異于在茫茫黑夜中點亮了一盞指路明燈。

不積跬步，無以至千里。

2026年的第一天，中國科學家用這樣一份硬核的禮物，告訴世界：在追逐人造太陽的路上，沒有什么極限是不可打破的。

參考文獻：

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.