9月中旬，由德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所（IPP）运营的仿星器装置"Wendelstein 7-X"（W7-X）启动了最新一轮实验运行OP2.4，该轮运行将持续至12月中旬。在未来三个月里，来自全球各地的100多名科学家将尝试推动该装置超越此前各轮次实验的成果，并揭示新的物理发现。
W7-X是基于仿星器路线的聚变研究旗舰装置。与托卡马克不同，它通过扭曲的、完全三维的磁场来约束等离子体。这一几何结构正是仿星器的主要优势所在：无需在等离子体中流过强电流，等离子体即可保持稳定。代价是物理过程更为复杂，这也使每一轮新实验对深化磁约束聚变物理认知、验证物理模型都至关重要。
作为惯例，EUROfusion通过"仿星器工作包"（Work Package Stellarator）深度参与W7-X研究计划的制定，并承担装置的运行成本以及参研欧洲科学家的任务成本。W7-X团队的一大特色是"本土团队"与"外部团队"之间不设区分，而是以一个团队的模式开展实验，从而提高宝贵实验时间的利用效率。从科学角度，EUROfusion研究人员将在2026和2027年的运行轮次中聚焦于三大关键物理领域。
第一是"高性能等离子体"。任何磁约束聚变反应堆都需要高温、高密度且约束良好的等离子体。接下来数月的实验将致力于通过调控等离子体的温度与密度剖面来实现高约束。尤其值得关注的是低磁场下的高功率场景，这会使等离子体在"等离子体β值"和"等离子体碰撞率"方面更接近未来反应堆的预期条件。研究人员将考察加热功率与等离子体剖面能够被精确控制到何种程度，以及等离子体能够在多高压强下维持，以提供高β值和低碰撞率；他们还将测试那些预测"高β值如何改变热量与粒子从等离子体向面向等离子体部件逸出通道"的计算机模型.
第二是"快离子与湍流"。除高性能外，与反应堆相关的等离子体还需要约束住足够比例的快离子。如果这些离子在热化之前损失，等离子体便会失去自加热能力，而逃逸粒子还可能损伤面向等离子体部件。快离子物理在仿星器领域仍是相对未被充分探索的方向，成熟度有待提升。因此，在本轮及后续运行中，W7-X团队计划开发相关场景，借助离子回旋共振加热（ICRH）或中性束注入（NBI）产生足够比例的高能离子，并在未来轮次中用于与实验结果比对、验证既有模型。为此，本轮运行将率先测试具备快离子测量能力的诊断手段。与此同时，团队还将研究湍流这一W7-X中占主导地位的输运通道，例如在专门实验中评估"借助密度峰化来抑制湍流"的最优路径，以及验证预测电磁湍流的模型。
第三是"长脉冲"。开发超长、高功率放电已成为W7-X的鲜明标志。本轮运行中，科学家将继续发展两类场景：其一目标是实现6吉焦的能量通量，放电时长超过500秒；其二是采用连续弹丸注入与氖掺杂，建立可运行长达两分钟的高性能等离子体。团队希望达到这样的稳态：等离子体功率中很大一部分以辐射形式散出，将热负荷分摊到器壁，而核心性能不受影响。
本轮运行计划为期12周，每个实验日进行60至100次等离子体放电，对W7-X的技术团队和众多参研科学家而言都将是一段异常繁忙的时期。每一次放电都需要准备、运行与检查，当日实验方案也常随首批结果而调整。在每次实验背后，数十套诊断系统记录着等离子体内部发生的一切——从温度、密度到快粒子行为以及抵达器壁的热量。研究人员将收集并分析海量数据，以深化对底层物理的理解、改进等离子体场景；大量工作将在本轮运行结束后仍持续进行，数据将与模拟比对、模型也将被不断修正。这些成果不仅关乎当前物理认知的提升，也关系到未来首座仿星器示范反应堆的设计。
图片来源：IPP
参考资料：
1.https://euro-fusion.org/eurofusion-news/wendelstein-7-x-op2-4-experimental-campaign/?utm_source=chatgpt.com
2.https://euro-fusion.org/glossary/wendelstein-7-x/
3.https://www.iter.org/of-interest?id=35771