四川輕化工大學副教授謝濤：突破磁約束聚變領域的傳統桎梏，爭當未來能源技術的開拓者

（原標題：四川輕化工大學副教授謝濤：突破磁約束聚變領域的傳統桎梏，爭當未來能源技術的開拓者）

磁約束聚變技術作爲未來清潔能源來源的核心支柱，以及推進人類社會生產力極大發展的關鍵所在，其理論研究和工程實現正在全球範圍內獲得前所未有的關注。在1月20日，我國的全超導託卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），更是在安徽合肥首次完成1億攝氏度1066秒“高質量燃燒”的重大突破。

從20世紀中葉開始，人類逐步探索利用託卡馬克磁約束聚變設備控制高溫等離子體，實現聚變能源的受控釋放。然而，即便經過數十年的努力，磁約束聚變的理論框架在面對複雜等離子體行爲時仍顯捉襟見肘，存在着不容忽視的侷限性。

磁約束聚變的核心在於通過強磁場將高溫等離子體控制在有限空間內，從而避免其與設備壁面直接接觸，確保高溫環境的持續維持。然而，等離子體芯部和邊緣之間的參量梯度會提供自由能以驅動各種不穩定性，並在進一步發展後形成湍流，導致等離子體約束性能下降。爲研究這一問題，人們提出了許多重要的基礎理論，但大多基於簡化模型，忽略了邊緣效應、二維模式結構以及複雜流體動力學對等離子體行爲的影響。例如，傳統氣球理論通過引入可解性條件，得到二維模式頻率可由一維模式頻率近似的結論，卻忽視了託卡馬克裝置中可能存在的上下不對稱模式結構。根據準線性理論，這種二維模式的上下不對稱性是驅動帶狀流物理機制之一，對維持等離子體穩定性和提升約束性能具有顯著作用。

從上面的例子可以看出，雖然傳統理論在研究的初期階段提供了不少便利，但當這些理論被應用於實際的託卡馬克裝置時，卻遭遇了顯著挑戰。以等離子體微觀不穩定性爲例，它在託卡馬克裝置中往往呈現明顯的二維局部模式特徵，導致傳統理論在預測能量損失、湍流輸運以及邊緣局部模現象等關鍵問題上顯得力不從心。因此，如何有效地將實際設備的複雜性納入考量，研究出與實驗觀測更爲契合的理論框架，已成爲當前磁約束聚變領域亟待解決的核心難題之一。

在這樣一個理論創新與實際需求並存的背景下，一批專注於創新和深度研究的科學家逐漸嶄露頭角，其中，現就職於四川輕化工大學物理與電子工程學院的副教授謝濤脫穎而出。他以紮實的理論基礎和敏銳的科研視角，從多個維度對傳統理論進行改進和深化，提出了多個具有突破性的理論模型。這些研究不僅填補了傳統理論的空白，還爲磁約束聚變技術的工程實現提供了重要指導。

（四川輕化工大學物理與電子工程學院副教授 謝濤）

謝濤副教授的代表性貢獻之一在於提出了弱上下不對稱氣球理論（WABT）。他在傳統氣球理論的基礎上引入第二小參數，緩解了可解性條件對理論適用範圍的嚴格限制，使得WABT適用於更加廣闊的等離子體參數範圍。更重要的是，WABT的上下不對稱氣球結構不僅導致了可驅動帶狀流的有限湍性雷諾協強和徑向羣速度的鋸齒狀特徵，還爲託卡馬克微湍流研究的大型數值模擬代碼提供了自然邊界條件，解決了長期以來二維局部模研究中邊界條件模糊的問題，在理論預測和數值模擬的接口上表現出極大優勢。

此外，在解決邊緣物理問題上，謝濤的研究也取得了突破性進展。他針對託卡馬克中高環向模數剝離模的局部行爲，開發了一套新的本徵問題求解方法。這一方法結合二維模結構的特點，爲剝離模的穩定性分析提供了可靠的邊界條件，解決了傳統模擬方法中無法有效描述局部模式邊界的問題。謝濤的研究顯示，這種局部模式的上下不對稱性可能是邊緣等離子體自發轉動的重要誘因，這一結論爲理解低高模轉換機制提供了新思路，受到同領域學者的廣泛認可。

磁約束聚變領域的發展需要理論與實踐的雙輪驅動，謝濤副教授的研究成果便是這一理念的生動詮釋。他憑藉銳意創新、刻苦鑽研的科研精神，不僅在理論模型層面取得了突破，更是爲解決實際問題提供了多條新路徑，有力推動了磁約束聚變工程技術的進步。在全球致力於實現清潔、可持續能源的時代背景下，這些研究成果將爲磁約束聚變的未來描繪出更清晰的藍圖，同時也向大衆展示了科學在解決社會生產力發展問題上的巨大潛力和無限可能。（文/冼薇）