到目前为止 ， 要想获得强大的磁场 ， 创造一个能够容纳加热到数亿度的等离子体的磁「瓶」 ， 唯一的方法就是把它们变得越来越大 。 但新型高温超导材料以扁平、带状的形式制成 ， 使得在较小的设备中获得更强大的磁场成为可能 ， 与使用传统低温超导磁体的体积大 40 倍的设备的性能相当 。 这种功率与尺寸之间的飞跃是 ARC 革命性设计的关键因素 。
新的高温超导磁体的使用 ， 使得从托卡马克实验操作中获得的几十年的实验知识得以应用 ， 此外还有益于 MIT 的 Alcator 项目 。 Alcator 是 MIT 首席研究员 Zach Hartwig、核科学与工程职业发展助理教授 Robert N. Noyce 领导的一项新研究 ， 采用了一种著名的设计 ， 由于磁场变强 ， 他们可将所有部件的尺寸缩小到线性尺寸的一半左右 ， 并且仍能达到相同的操作条件 。
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去年研究者发表的一系列科学论文证实了这个新聚变装置的可行性 。 论文表明 ， 如果磁体按预期工作 ， 整个聚变系统确实会产生净功率输出 ， 这是几十年来聚变研究的第一次 。
PSFC 的副主任和高级研究科学家 Martin Greenwald 表示：「和其他聚变实验设计不同 ， 我们的研究定位是使用传统的等离子物理学、传统的托卡马克设计和工程 ， 但将新的磁体技术引入进来 。 因此 ， 我们不需要在多个不同的领域进行创新 ， 而是专注于磁体 ， 然后应用过去几十年学到的知识 。 」
「这是一个重要时刻 ，由于对这些机器进行了数十年的研究 ， 我们现在拥有一个在科学上非常先进的平台 ， 而且在商业上也非常有趣 。 它的作用是让我们能够更快地构建更小的核聚变装置 ， 同时降低成本 。 」CFS 的首席执行官 Bob Mumgaard 说道 。
概念证明
将这种新的磁体概念变为现实 ， 是一个超大规模的工程 ， 需要三年时间 ， 进行密集设计、建立供应链和制造磁体 ， 这些磁体最终可能需要由数千人生产 。
CFS 运营主管 Joy Dunn 说：「我们制造了首创的超导磁体 。 创造独特的制造工艺和设备需要大量的工作 。 现在 ， 我们已经做好了加速 SPARC 创建进程的准备 。 我们从一个物理模型和一个 CAD 设计开始 ， 经过大量的开发和原型设计 ， 将纸上的设计变成了真正的物理磁体 。 」这需要具备强大的制造能力和测试设施 ， 其中涉及与多个超导带材供应商共同推进的迭代过程 ， 以帮助他们提高生产符合规格的材料的能力 。
他们同时使用了两种可能的磁体设计 ， 最终都满足了设计要求 。 Dunn 说：「最终两种设计要比较的是哪一种会彻底改变制造超导磁体的方式 ， 哪一种更容易制造 。 」他们采用的设计在这方面非常突出 。
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