中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所的科研團隊在核聚變研究領域取得重要進展。其主導的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）通過實驗驗證了托卡馬克密度自由區的客觀存在，并成功探索出突破密度極限的技術路徑。這一發現為磁約束核聚變裝置實現高密度穩定運行提供了關鍵理論支撐，相關成果已發表于國際權威學術期刊《科學進展》。
研究團隊創新性構建的邊界等離子體與壁相互作用自組織理論模型（PWSO）成為突破核心。該模型通過系統分析等離子體與實驗裝置內壁的動態交互過程，首次從理論層面預測了密度極限之外的自由區域存在。實驗團隊基于這一理論框架，通過精準調控靶板材料特性與等離子體參數，成功引導等離子體突破傳統密度極限，進入理論預測的密度自由區。實驗數據與理論模型的吻合度超過95%，為密度自由區的存在提供了直接證據。
此次突破具有雙重意義：既驗證了PWSO理論模型的可靠性，又為核聚變裝置設計提供了新思路。傳統托卡馬克裝置在運行過程中常因密度過高導致等離子體失控，而密度自由區的發現為提升裝置運行參數開辟了新空間。研究團隊采用的靶板控制技術，通過優化等離子體與壁面的相互作用方式，有效降低了密度突破時的能量損耗，為未來商用核聚變反應堆的工程化設計提供了重要參考。
