仿星器物理W7-X与HSX
*先把一句话说清楚:核聚变的主流是托卡马克,但托卡马克有个绕不开的毛病——它像一台必须不断"点火"的发动机,等离子体电流撑不住就会熄灭(这叫破裂)。仿星器是另一种路线:用一圈扭曲的三维线圈把磁场整个"拧"出来,不需要等离子体电流,天生没有破裂、天生能连续运行。过去它输在性能差、工程难,今天它正在把这两笔旧账一笔一笔还清。*
# 一条被冷落五十年的主线
1951年,美国物理学家莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer Jr.)在普林斯顿提出仿星器的概念,还给这个"星星形状的机器"起了名字。它的想法很直接:托卡马克要依赖等离子体自己产生的大电流来约束等离子体,而仿星器把约束磁场全部交给外部线圈——代价是线圈必须是三维扭曲的、制造极难,好处是等离子体里没有大电流,就没有那些由电流引起的灾难性不稳定。
此后几十年,仿星器在竞赛里输给了托卡马克。托卡马克的轴对称线圈好造、等离子体性能一路上涨,JET、TFTR、JT-60U接连创纪录。仿星器这边,除了日本的LHD,大多停在中小型装置。直到W7-X(Wendelstein 7-X,德国格雷夫斯瓦尔德的马普等离子体物理研究所IPP)在2015年首次点火,情况才开始变化。它的全称是"螺旋轴先进仿星器"(HELIAS),主半径5.5米、磁场最高3特斯拉、加热功率10到30兆瓦,是当时最大的优化仿星器。
# 优化革命:把磁场雕成"准对称"
仿星器历史上最大的理论短板叫"新经典输运"——没有对称性,捕获粒子在磁场波纹里乱跑,能量散失比托卡马克快几个量级。怎么办?答案是:用计算机把磁场的三维形状"雕"出来,让它尽量接近对称。
这套数学基础主要由两位人物奠定。艾伦·博泽(Allen H. Boozer),哥伦比亚大学教授,在1980年代初建立了整套理论:哈密顿引导中心方程(*Phys. Fluids* 23, 904, 1980)、以他命名的Boozer磁坐标(*Phys. Fluids* 24, 1999, 1981),以及"准对称/全同平衡"条件(*Phys. Fluids* 26, 496, 1983)——只要磁场强度|B|在Boozer坐标下只依赖一个角方向,引导中心轨道就和有连续对称性的系统一模一样,碰撞性损失被压到托卡马克水平[1][2][3]。
于尔根·纽伦贝格(Jürgen Nührenberg)与拉尔夫·齐勒(Ralf Zille)(均为IPP,当时在Garching)1988年首次数值证明这种"准螺旋对称"(QH)磁场确实存在(*Phys. Lett. A* 129, 113)[4]。由此分出三大"准对称族":准轴对称(QA,像托卡马克但无电流)、准螺旋对称(QH,HSX就属于这类)、准各向同性(QI,W7-X按这一族优化)。更早的概念源头可追溯到帕伦博(D. Palumbo)的"等动力学"(isodynamic)与霍尔/麦克纳马拉(Hall & McNamara, 1975)的"全同"(omnigenity)[5]。
这套理论的权威综述由佩尔·赫兰德(Per Helander)(IPP Greifswald理论部门负责人)2014年写成(*Rep. Prog. Phys.* 77, 087001),从平衡、轨道、输运到稳定性,是仿星器理论的"圣经"[6]。马特·兰德雷曼(Matt Landreman)(马里兰大学)与伊丽莎白·保罗(哥伦比亚)2022年把准对称场做到前所未有的精度(*PRL* 128, 035001)[7],成为现代高精度设计的基准。
# 一次让怀疑者闭嘴的实验
优化理念到底灵不灵?实验给了一个漂亮的回答。
2021年,克雷格·贝德勒(Craig D. Beidler)领衔的W7-X团队在*Nature*上发表里程碑论文:W7-X在2017-2018年运行期达到的仿星器聚变三乘积纪录,只能用"新经典输运被显著压低"来解释——同样的剖面,放到未优化的仿星器里,热损失早就超过加热功率了[8]。这是"优化仿星器"概念的第一个决定性实验确认。
真正的爆发发生在2023-2025年。这里要修正一个流传的说法:知识库此前记的"W7-X 10分钟稳态、2GJ能量吞吐"并不准确。实际里程碑是这样的:
- 2023年2月15日:W7-X实现8分钟(480秒)放电、1.3 GJ能量吞吐,平均加热功率2.7兆瓦,是升级前(75 MJ)的17倍[9]。
- 2024/25年运行期(OP2.2+OP2.3):单次放电达到360秒(6分钟)、1.8 GJ,而且是在偏滤器"脱靶"(detached)条件下——比2023年时间更短但储能更高("更长脉冲"和"更高储能"是两个不同的纪录轴)[10]。
- 2025年5月22日(OP2.3收官日):W7-X在峰值三乘积下维持43秒,创下"长时间等离子体三乘积"世界纪录——第一次在长脉冲维持时间上达到甚至超过JET、JT-60U的水平(JET体积是W7-X的三倍)。温度超过2000万°C(峰值3000万°C),加热约10兆瓦[10][11]。要补充一句限定:W7-X用的是氢等离子体,绝对三乘积数值仍低于JET在氘氚短脉冲下的纪录(一个量级左右),"超过"指的是长脉冲维持这个维度[10][41]。
- 等离子体压力首次达到磁压的3%(堆相关条件为4-5%)[10]。
使能技术是美国橡树岭国家实验室(ORNL)的连续弹丸加料系统:在43秒放电里,向等离子体发射了约90颗直径约3毫米的冷冻氢弹丸,速度300-800米/秒,首次实现变速率预编程注入,让燃料补充和微波加热精确配合[10][11]。
关于"三乘积1.2×10²⁰ m⁻³·keV·s"这条线索:这个数值出现在费利克斯·瓦尔默(Felix Warmer)(IPP Greifswald)2025年9月第9届亚太等离子体物理会议(AAPPS-DPP 2025,福冈)的报告《Latest performance achievements of the Wendelstein 7-X stellarator》中,对应OP2.2/OP2.3的高约束短脉冲,储能近1.8 MJ,较此前纪录提升近一个量级[12]。需要说明:这个具体数值来自会议报告,尚未在期刊上独立核验。正式期刊版综述为奥利弗·格鲁尔克(O. Grulke)领衔的《Overview of Wendelstein 7-X high-performance operation》(*Nuclear Fusion* 66, 116003, 2026,作者/卷期待以原文为准)[12]。W7-X的远期设计目标是30分钟、18 GJ能量吞吐[9][10]。
# 湍流的反扑:优化"必要但不充分"
三乘积纪录不代表一切。W7-X的测量同时暴露了一个更麻烦的事实:在新经典输运被压下去之后,湍流(反常输运)成了主角。
IPP的谢尔盖·博任科夫(Sergey Bozhenkov)在2021年APS DPP会议上报告:W7-X绝大多数放电里,能量输运由湍流主导,离子温度被"钳制"在约1.5 keV,而且不随磁场优化程度(有效波纹度ε_eff从0.8%到2.5%)变化[13]。*Phys. Rev. Research* 6, 033099 (2024)(佐科Zocco、波达维尼Podavini、维尔姆斯Wilms、巴尼翁·纳瓦罗Bañón Navarro、延科Jenko,IPP Greifswald/Garching)进一步泼了一盆冷水:此前"密度峰化强烈抑制湍流"的乐观预言,建立在人为把电子温度梯度设为零的基础上;计入真实的温度梯度后,电子温度梯度驱动的离子尺度湍流占了主导,抑制只是中等程度,论文坦承"数值与实验的定量对比仍不令人满意"[14]。
更让人头疼的是杂质。罗姆巴(T. Romba)等人(IPP为主)2025年发表在*Plasma Phys. Control. Fusion* 67, 065016的论文(标题《The suppression of anomalous impurity transport above a critical normalized density gradient scale length in Wendelstein 7-X》)发现:纯NBI加热场景里,反常杂质输运被抑制到接近(新)经典水平,杂质密度剖面随时间峰化、芯部杂质浓度上升[15]。翻译过来就是:约束越好,重杂质越往芯部堆。这对未来反应堆的氦灰排出是直接威胁。
所以共识变成了:优化是必要的,但远不够。新经典输运这条"明沟"填平了,湍流这条"暗流"浮出水面。不过反向证据也很有力——当用冰丸制造强密度梯度压制湍流后,离子温度能冲到约3 keV、约束超过经验标度ISS04,此时新经典输运重新变得重要甚至主导,恰恰"确认了优化成功"[13]。
# 带状流:那把"压住湍流"的钥匙
湍流怎么被压制?等离子体物理里有个关键角色叫带状流(zonal flow)——一种环向对称的静电流,径向尺度几十个离子回旋半径。它的作用像个"搅拌器开关":湍流先激发出带状流,带状流反过来用速度剪切把湍流涡旋撕碎,形成负反馈。这个机制的理论源头是比格拉里、戴蒙德、特里(Biglari, Diamond, Terry, 1990)的解析工作(*Phys. Fluids B* 2, 1)[16],以及日本NIFS的菅间秀夫(Hideo Sugama)与渡辺智彦(T.-H. Watanabe)在仿星器里的推广——他们证明:优化掉波纹捕获粒子的径向漂移,会同时增强带状流的"残余水平",从而压低湍流[17]。
问题一直是:仿星器里真的存在带状流吗?2025年4月,丹尼尔·卡拉莱罗(Daniel Carralero)领衔的W7-X团队(西班牙CIEMAT、德国IPP、马德里理工等)在*Phys. Rev. Research* 7, L022009给出第一个直接观测:《First experimental observation of zonal flows in the optimized stellarator Wendelstein 7-X》[18]。他们用多种诊断测到了通量面均匀的静电流振荡,径向尺度为几十个离子回旋半径,有迹象表明局部湍流正被带状流调制,而且与两个独立的非线性回旋动理学代码预言"显著一致"。这正是知识库线索里"带状流首测PRR 2025"的准确出处。
理论上还有个漂亮的补充叫maximum-J:赫兰德、普罗尔(Proll)等人2012年证明(*PRL* 108, 245002),在特定磁场位形里,捕获粒子的进动方向反号,可以让一类湍流模(捕获电子模TEM)线性稳定[19]。CFQS的模拟工作(见后)正是在验证这条路。
# HSX:最小的装置,最干净的证明
在W7-X这个庞然大物旁边,威斯康星大学麦迪逊分校的HSX(Helically Symmetric eXperiment)干了一件"对照实验"级别的事。HSX是世界上第一个运行的准螺旋对称(QH)仿星器,主半径约1.2米、磁场约1.25特斯拉。它最漂亮的结果:在准对称位形(QHS)下中心电子温度约450 eV,而人为把对称性破坏后掉到约250 eV;要在破对称位形下匹配同样的温度剖面,加热功率需要从26千瓦提到67千瓦(约2.6倍);芯部电子热扩散率在QHS中降低约3倍[20]。这是"准对称性降低输运"最小、最干净的实验证据。2025年的新工作(Smoniewski等,*Plasma Phys. Control. Fusion* 67, 095009)进一步把剩余输运归因于捕获电子模,用非线性回旋动理学模拟定量复现了实验热通量[21]。现任PI是贝内迪克特·盖格(Benedikt Geiger)(2023年起),阿德尔·赖特(Adelle Wright)2024年起任共同PI[22]。
# 与托卡马克:互补,不是替代
仿星器从不打算取代托卡马克,它补的是托卡马克最弱的两环:破裂与稳态。聚变界有一句流传很广的概括——"托卡马克更擅长保持等离子体热,仿星器更擅长保持等离子体稳定"。赫兰德2012年那篇定量对比综述(*Plasma Phys. Control. Fusion* 54, 124009)列出了详细账目:新经典输运仿星器高(优化后拉平)、湍流两者相当、3D几何能部分稳定TEM/KBM、但带状流阻尼更强;仿星器无大破裂、可稳态、但线圈工程复杂度高[23]。博泽则在2021年写了一篇旗帜性论文《Stellarators as a Fast Path to Fusion》(*Nucl. Fusion* 61, 096024),主张托卡马克反应堆"还需要一项发明才行",仿星器是更快的路径[24]。
需要澄清的一点:"仿星器是唯一无破裂稳态装置"这个说法,物理上基本成立(没有等离子体电流就没有电流驱动破裂),但它更多是私营公司的叙事,不是学术共识——"连续稳态"受工程限制(水冷偏滤器热负载、加料能力),不是自动获得的。欧洲聚变路线图(EUROfusion)把仿星器定位为"托卡马克的有前景替代/备份线",单列一项"Mission 8 仿星器",并坦承存在"关键物理空白"(场景集成、快粒子、芯部输运、MHD平衡、排热)[25]。
# 私营资本的赌注:四家公司
2020年代最戏剧性的变化,是私营资本涌进了仿星器。四家公司各押一条技术路线:
Proxima Fusion(德国慕尼黑)——2023年4月创立,IPP首个衍生公司,直接继承W7-X的准各向同性(QI)优化路线。联合创始人兼CEO弗朗切斯科·肖尔蒂诺(Francesco Sciortino)(前IPP/MIT),首席科学家约里特·利翁(Jorrit Lion)。2025年2月发布高场QI-HTS电站概念"Stellaris"(利翁等,*Fusion Engineering and Design* 214, 114868, 2025)[26],目标约1吉瓦电站。融资节奏惊人:2025年€1.3亿A轮,2026年2月巴伐利亚州承诺€4亿公共资金,2026年7月完成€4.11亿轮(XTX Ventures领投,RWE与Google战略投资,估值€24亿)——欧洲最大的聚变单笔投资[27]。时间表:2027年磁体样机、约2031年Alpha净能量演示堆(Garching)、2030年代商用电站选址原RWE核电厂址Gundremmingen。
Type One Energy(美国田纳西州)——2019年创立,威斯康星大学衍生公司,血脉源自HSX的准对称路线。CEO克里斯托弗·莫里(Christofer Mowry)(前General Fusion CEO),HTS磁体技术负责人戴维·安德森(David Anderson)。2023年3月获$2900万种子轮(比尔·盖茨的Breakthrough Energy Ventures领投)。路线图:Infinity One原型机建在TVA退役的Bull Run火电厂址,目标2029年运行;Infinity Two为350兆瓦试点电站。2025年2月经Commonwealth Fusion Systems(CFS)子许可获得MIT的VIPER HTS电缆技术[28]。
Renaissance Fusion(法国格勒诺布尔)——2020年创立,CEO/CTO弗朗切斯科·沃尔佩(Francesco Volpe)(2003年在Greifswald获应用物理博士,六国聚变研究经历)。技术路线独特:激光蚀刻圆柱上的HTS宽磁体(绕开非平面线圈制造难题)+液态锂壁(屏蔽中子、增殖氚、取热)。2025年3月完成€3200万A轮[29]。
Thea Energy(美国新泽西)——2022年从普林斯顿/PPPL孵化,CEO布赖恩·伯津(Brian Berzin),联合创始人戴维·盖茨(David Gates)。技术路线是平面线圈阵列:用约300个可批量制造的扁平HTS磁体加软件定义磁场来重构约束场。2026年5月完成$1亿B轮(USIT领投),2026年7月获ARPA-E SCALEUP $2000万[30]。
值得注意的是,这些公司里没有出现对技术路线的公开全盘否定——质疑主要集中在制造经济性(次毫米级对准、吨级三维线圈)和"资金相对任务远远不够"(Proxima被分析机构评估需约10倍资本)。英国STEP项目负责人瑞安·拉姆齐(Ryan Ramsey)也指出过托卡马克线圈更规则、更利于制造和维护[27]。也要泼一盆冷水:这四家公司到目前为止,没有一家跑出过一秒钟等离子体——Proxima的Alpha演示堆约2031年、Type One的Infinity One目标2029年、Thea的Eos约2030年、Renaissance还在做磁体模块。它们押注的都是"仿真验证过的设计",真正的考验在原型机。而W7-X本身也提醒着仿星器工程的昂贵——它从立项到首等离子体拖延了约十年、总投入超过10亿欧元,这正是"仿星器是快路径"叙事里最难堪的反例[27]。与此相对,德国国家工程院(acatech)2026年3月的FIRE路线图把仿星器明确列为磁约束聚变的优先技术方向之一(因其单一线圈系统、无破裂、稳态),与中子测试、氚循环、激光聚变并列为四条技术线,并认为2045年建成聚变电站"可行但需要大规模加速与投资"[25][27]。
# 中国:唯一在建的准轴对称仿星器
中国在仿星器上的角色,比大多数人以为的要靠前。
最关键的事实是CFQS(Chinese First Quasi-axisymmetric Stellarator,中国第一台准轴对称仿星器)——这是全球目前唯一在建/在研的准轴对称(QA)仿星器(早前的美国NCSX 2008年被取消,日本CHS-qa止步于设计)。CFQS由西南交通大学与日本核融合科学研究所(NIFS)联合设计、西南交大自主建造,位于成都天府新区"聚变科创城",负责人是西南交大聚变科学研究所所长许宇鸿(Yuhong Xu)。主参数:大半径1.0米、磁场1.0特斯拉、纵横比约4、环向周期数2,16个非平面模块化线圈(合肥科烨电物理设备制造有限公司制造)[31]。合作协定2017年7月签署。
工程进度扎实。先建了0.1特斯拉的测试平台CFQS-T:2024年7月总装完成(最大偏差约2.96毫米,满足设计),2024年8月首次实现准轴对称磁场位形;2024年11月,团队官宣国际首次用三维模块化线圈获得超高精度"准环向对称磁场位形",使中国成为继美、德之后第三个掌握三维非平面模块化线圈高精度制造(精度<1毫米)的国家[32]。完整CFQS(1特斯拉高场)2023年5月开工、2025年12月主体封顶,首等离子体时间有两种口径(2026年10月底或2027年3月,待核实);2026年8月ECRH高压电源出厂发运,进入高参数实验准备[32][33]。
关键论文都已核实:刘海峰(Haifeng Liu)、清水昭博(Akihiro Shimizu)、许宇鸿、冈村昇一(Shoichi Okamura)等,《Configuration characteristics of the Chinese First Quasi-axisymmetric Stellarator》,*Nuclear Fusion* 61, 016014 (2021)——新经典扩散系数在无碰撞区与托卡马克相当、MHD平衡稳定至β≈1.1%、存在第二气球模稳定区(β≈2.7%)[31];程均(Jun Cheng)等,《Construction progress of the Chinese First Quasi-axisymmetric Stellarator (CFQS)...》,*Plasma Phys. Control. Fusion* 67 (2025)[34];郑晓峰等,用VMEC+SFINCS+GENE模拟证明提高β或调节线圈电流可扩展maximum-J区、压制捕获电子模(*PPCF* 67, 085030, 2025)[35]。
除此之外,中国还有两条重要的理论/部件线。中科院等离子体物理研究所(ASIPP)徐国盛团队在永磁体仿星器上走得最远:2021年提出"分治策略"+标准立方永磁体设计(*Cell Reports Physical Science* 2021)[36],2025年发表标准立方永磁体的连续优化方法(*Nuclear Fusion* 65, 026060)[37];2026年6月又完成首件仿星器高温超导三维Dummy线圈的全流程验证(大半径2米、中心磁场5特斯拉、峰值场16特斯拉)[38]。中国科学技术大学祝曹祥(Caoxiang Zhu)团队(祝本人是PPPL回国的线圈优化代码FOCUS开发者)2025年提出OOPS统一映射框架(arXiv:2502.09350),把准对称与全向性纳入同一优化方法;其PO-pwO混合位形预言α粒子损失<4%(对比W7-X约20%),指标出色[39]。
USTC团队的另一个设计USTC-QI4(准等动力学位形)值得单独说清楚,因为它的β极限结果常被简化引用。中科大团队2026年发表在《物理学报》(75卷,DOI 10.7498/aps.75.20260133)的分析显示:按Shafranov位移判据,USTC-QI4的比压极限可达25.9%,高于W7-X的20.2%;但按Mercier判据,W7-X反而更优(14.3%对6.1%);而最严格的气球模判据下,USTC-QI4是4.3%、W7-X是3.1%,差别不大。论文建议以最严格的气球模极限作为实际运行β的参考[39b]。所以"USTC-QI4优于W7-X"只在Shafranov位移这一个判据上成立,不能笼统这么说。
客观差距也要说清楚:CFQS规模比W7-X小一个量级(1米对5.5米),首等离子体还没实现、没有一丁点约束实验数据;湍流模拟依赖德国的GENE代码;中国聚变国家投入的大头仍在托卡马克(EAST、HL-3),仿星器是相对小体量的支线。但"全球唯一在建QA仿星器"这个位置,本身已经是战略卡位。
# 还没解决的问题
最后盘点这个领域悬而未决的事。
三十一分钟十八吉焦。W7-X设计目标30分钟、18 GJ能量吞吐,当前受制于水冷偏滤器热负载和稳态加料能力(连续弹丸系统能撑几分钟,不是半小时)[10]。这是"连续稳态"从口号变成现实的最后一公里。
杂质与氦灰。高约束与杂质堆积必然共存(Romba 2025),W7-X目前还是碳壁装置,向全金属(钨)壁过渡后行为如何,直接决定反应堆可行性[15]。
α粒子损失。CIEMAT的维拉斯科(J.L. Velasco)等人用MOCA码模拟3.5 MeV α粒子:真空位形损失份额23%-35%(视磁场位形),高β下捕获/去捕获导致的延迟随机扩散损失还不被抑制[40]。快离子损失诊断仍在规划。
湍流预测。PRR 2024那句"数值与实验的定量对比仍不令人满意"是当前理论最诚实的写照;多离子、高β、电磁与Alfvén模耦合下的剖面定量预言仍不成熟[14]。
开放的偏滤器。W7-X的开放岛偏滤器在高功率排热与氦泵入上不足,HELIAS反应堆要不要封闭偏滤器,是待决问题[25]。
纪录归属之争。W7-X的43秒三乘积纪录,JET团队事后指出其此前未发表的实验在60秒内达到可比三乘积(JET体积为3倍),IPP承认"联合领先"——这是荣誉叙事层面的插曲,不影响物理[10][41]。
以及那句老话:优化是必要的,但不充分。仿星器的物理正确性已大体被实验确认,真正的主战场已经转向制造经济性和工程可行性——这正是四家私营公司和中国国家队正在打的那场仗。
# 参考文献
[1] A. H. Boozer, "Hamiltonian guiding center equations", *Phys. Fluids* 23, 904 (1980).
[2] A. H. Boozer, "Plasma equilibrium with rational magnetic surfaces", *Phys. Fluids* 24, 1999 (1981).
[3] A. H. Boozer, "Transport and isomorphic equilibria", *Phys. Fluids* 26, 496 (1983). DOI: 10.1063/1.864166.
[4] J. Nührenberg, R. Zille, "Quasi-helically symmetric toroidal stellarators", *Phys. Lett. A* 129(2), 113-117 (1988). DOI: 10.1016/0375-9601(88)90080-1.
[5] B. McNamara, L. S. Hall (omnigenity概念源头,1975); D. Palumbo (isodynamic概念)。详见Helander综述[6]中的历史综述。
[6] P. Helander, "Theory of plasma confinement in non-axisymmetric magnetic fields", *Rep. Prog. Phys.* 77, 087001 (2014).
[7] M. Landreman, E. Paul, "Magnetic fields with precise quasisymmetry for fusion devices", *Phys. Rev. Lett.* 128, 035001 (2022). arXiv:2108.03711.
[8] C. D. Beidler et al., "Demonstration of reduced neoclassical energy transport in Wendelstein 7-X", *Nature* 596, 221-226 (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03687-w.
[9] IPP官方新闻, "Wendelstein 7-X achieves 8-minute discharge with 1.3 gigajoules", 2023-02-15. (Thomas Klinger引述)
[10] EUROfusion/PPPL/IPP新闻, "Wendelstein 7-X sets new performance records in fusion research", 2025-06.
[11] ORNL/EurekAlert新闻稿, "ORNL pellet injector enables W7-X record", 2025.
[12] O. Grulke et al. (W7-X Team), "Overview of Wendelstein 7-X high-performance operation", *Nuclear Fusion* 66, 116003 (2026). DOI: 10.1088/1741-4326/ae5f32(作者/卷期以原文为准);另见 F. Warmer et al., "Latest performance achievements of the Wendelstein 7-X stellarator", 第9届AAPPS-DPP会议报告(福冈, 2025-09).
[13] S. Bozhenkov et al. (W7-X Team), "Energy transport in W7-X", APS DPP 2021会议报告.
[14] A. Zocco, L. Podavini, F. Wilms, A. Bañón Navarro, F. Jenko, "Electron-temperature-gradient-driven ion-scale turbulence in high-performance scenarios in Wendelstein 7-X", *Phys. Rev. Research* 6, 033099 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.6.033099.
[15] T. Romba, F. Reimold, S. Bannmann, T. Bleher, O. P. Ford, P. Zs. Poloskei, M. Wappl et al. (W7-X Team), "The suppression of anomalous impurity transport above a critical normalized density gradient scale length in Wendelstein 7-X", *Plasma Phys. Control. Fusion* 67, 065016 (2025). DOI: 10.1088/1361-6587/add597.
[16] H. Biglari, P. H. Diamond, P. W. Terry, "Influence of sheared poloidal rotation on edge turbulence", *Phys. Fluids B* 2, 1-4 (1990).
[17] H. Sugama, T.-H. Watanabe, 关于降低波纹捕获与增强带状流残余水平的仿星器回旋动理学工作(见Helander综述[6]及相关文献).
[18] D. Carralero et al., "First experimental observation of zonal flows in the optimized stellarator Wendelstein 7-X", *Phys. Rev. Research* 7, L022009 (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.L022009. arXiv:2406.12514.
[19] J. H. E. Proll, P. Helander, J. W. Connor, G. G. Plunk, "Resilience of quasi-isodynamic stellarators against trapped-particle instabilities", *Phys. Rev. Lett.* 108, 245002 (2012).
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