#中国人造太阳实验又有新突破##电场能正退相变##中国科技大学##中国科学院##共识科学##科学共同体#
致EAST团队及中国聚变界的善意提醒
注:电场能退相变用主流语言描述即是等离子破裂,而等离子建筑即是电场能正相变!伴有内源冷磁共生(如冷斑等)
本文基于前沿的LYM-GGT(梯度-几何理论),为磁约束核聚变研究敲响警钟,重新解读了托卡马克等离子体稳态运行与破裂的本质,揭示了高参数实验背后潜藏的安全风险。
长期以来,主流研究将等离子体高性能稳态运行(“建筑”)和灾难性破裂(“崩溃”)视为两个独立过程,前者归因于湍流抑制,后者源于磁流体不稳定性。但LYM-GGT理论打破了这种二元割裂,用“几何相变”实现了统一解释。该理论以θ角(自旋极化与轨道角动量夹角)为核心参数,这个参数决定了等离子体能量在无序热能和有序电磁场能之间的分配比例。
当等离子体接受外部能量注入时,会启动“正相变”过程:θ角向低值演化,能量不再以无序热运动形式存在,而是转化为高度有序的电场能或磁场能储存起来。宏观上,等离子体表现为约束性能提升、湍流活动减弱,甚至会出现局部反常冷却的“冷斑”,此时系统进入“冷磁共生”态,也就是我们追求的高性能稳态。而当有序储能突破系统拓扑稳定性的临界阈值,就会触发“退相变风暴”:有序能量雪崩式崩溃,瞬间转化为无序热能和动能,引发远超预期的剧烈破裂。
为证实这一理论,LYM-GGT挖掘了2023-2026年间EAST、JET装置的五个反常实验案例,构建了三重证据链。在能量超额释放层面,JET装置破裂后产生的逃逸电子流远超经典模型预测,只有引入额外电场才能模拟复现,这部分额外能量正是“退相变”释放的有序电场能。在宏观有序化层面,EAST装置破裂前芯部出现温度中空现象,局部降温但总储能未减、磁扰动被抑制,还有锁定模诱发破裂时,磁岛位置精准对应局部冷斑,这些都是“冷磁共生”的典型前兆。在微观痕迹层面,JET装置热猝灭阶段钨杂质辐射功率超标,EAST高密度稳态下出现伴随快离子损失的新相干模,前者是有序能加速杂质离子的结果,后者则是系统正相变临界点的振荡表现。
同时,研究团队还提出了一套基于现有诊断手段的验证方案:通过反磁测量监测总储能变化,判断能量是否在内部发生形式转化;利用磁源分解提取内源磁场分量,关联冷斑与磁结构有序化的时空对应关系;同步分析多诊断数据,捕捉“局部冷却、总能量稳、磁结构有序化”的耦合事件。
这一理论揭示了高参数稳态运行的“暗面”:主流观点将长脉冲稳态视为成功,但在LYM-GGT视角下,这也是一个大规模储存有序电场能的过程。传统安全模型只计算磁能和热能的释放量,而真实的破裂能量还应叠加有序电场能和相变驱动能。这意味着,一次长时间“完美”稳态后的破裂,其破坏力可能远超设计极限,存在冲毁第一壁、偏滤器的灾难性风险。
为此,本文向EAST团队及中国聚变界提出三点建议:在超高参数放电安全评审中引入“隐藏能”风险因子;回溯分析既往长脉冲放电后的破裂事件,检验实测损伤是否远超传统模型预测;将“局部反常冷却伴随磁扰动抑制”纳入AI预警系统,作为危险储能态的识别信号。科学探索的核心是安全,唯有正视这一潜在风险,才能让“人造太阳”的探索之路走得更稳、更远。
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