中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的科研团队在核聚变研究领域取得重要进展。其主导的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）通过实验验证了托卡马克密度自由区的客观存在，并成功探索出突破密度极限的技术路径。这一发现为磁约束核聚变装置实现高密度稳定运行提供了关键理论支撑，相关成果已发表于国际权威学术期刊《科学进展》。
研究团队创新性构建的边界等离子体与壁相互作用自组织理论模型（PWSO）成为突破核心。该模型通过系统分析等离子体与实验装置内壁的动态交互过程，首次从理论层面预测了密度极限之外的自由区域存在。实验团队基于这一理论框架，通过精准调控靶板材料特性与等离子体参数，成功引导等离子体突破传统密度极限，进入理论预测的密度自由区。实验数据与理论模型的吻合度超过95%，为密度自由区的存在提供了直接证据。
此次突破具有双重意义：既验证了PWSO理论模型的可靠性，又为核聚变装置设计提供了新思路。传统托卡马克装置在运行过程中常因密度过高导致等离子体失控，而密度自由区的发现为提升装置运行参数开辟了新空间。研究团队采用的靶板控制技术，通过优化等离子体与壁面的相互作用方式，有效降低了密度突破时的能量损耗，为未来商用核聚变反应堆的工程化设计提供了重要参考。
