近日，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所聯合法國原子能委員會、中國科學技術大學、核工業西南物理研究院、美國加州大學洛杉磯分校和深圳大學等，首次證明托卡馬克等離子體中存在湍流驅動的電流成分，是支持高電子溫度穩定運行的關鍵物理機制。

　　托卡馬克中的等離子體電流是維持高約束性能的關鍵，主要包括歐姆電流、輔助加熱驅動電流、自舉電流。理論上預測湍流可以驅動電流，但至今從未得到實驗證明。先進實驗超導托卡馬克EAST運行團隊耗時近三年實現電子溫度超過1億度的長脈沖等離子體運行，并在實驗研究中發現當電子溫度梯度超過一定的閾值條件，電流被湍流調制，在遠小于電阻擴散時間尺度上，隨著湍流強度增大，自舉電流和湍流驅動的電流方向相反，從而可在實驗中將二者區分。借助湍流回旋動理學模擬計算，科研人員最終證實實驗中觀察到的湍流是電子溫度梯度模，其產生的剩余協強可以驅動這一電流。湍流驅動的電流和壓強梯度共同驅動內扭曲模，形成湍流-湍動電流-內扭曲模自我調節系統，從而維持芯部電子溫度梯度穩定，這是支持高電子溫度長脈沖運行的關鍵物理機制。

　　此外，電流直接影響等離子體不穩定性，甚至觸發破裂。因此，湍流驅動電流還可應用于空間磁重連等研究領域。

　　相關成果發表在《物理評論快報》上。研究得到中科院、科技部、國家自然科學基金委、合肥國家綜合科學中心、中科院青年創新促進會和科技部重點研發計劃等資助。

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