核聚变实际上是无限的能源，并且可以摆脱化石燃料消耗的有害影响。现在，美国能源部 (DOE) 普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的研究人员宣布，他们找到了一种制造比以往任何时候都小得多的强大磁铁的方法。新的创新可以帮助托卡马克反应堆的发展，释放核聚变的潜力。

科学家们发现了一种制造高温超导磁体的新方法，这种磁体由在比以前更高的温度下几乎没有电阻的导电材料制成。较小的磁铁将更容易安装在球形托卡马克中，目前正在研究将其作为更传统的环形托卡马克的潜在替代品。

聚变科学家和工程师使用这些极其强大的磁铁来控制和维持核聚变反应发生所需的热等离子体。至关重要的是，新磁体可以与球形托卡马克中心腔中的其他机械分开放置。这意味着科学家们无需拆除托卡马克的任何其他部分即可修复它们。

“要做到这一点，你需要一个比现有磁铁具有更强磁场和更小尺寸的磁铁，”PPPL 的首席工程师 解释说。“你这样做的唯一方法是使用超导线，这就是我们所做的。”

磁铁还可能使科学家们开发出更小的托卡马克，从而提高性能并降低建造和运营成本。“托卡马克对其中心区域的条件很敏感，包括中心磁体或螺线管的大小、屏蔽层和真空容器，”PPPL 研究副主任乔恩·梅纳德 (Jon Menard) 说。“很大程度上取决于中心。所以如果你能把中间的东西缩小，你就可以缩小整台机器并降低成本，同时理论上可以提高性能。”

新磁体是使用由先进导体技术公司、科罗拉多大学博尔德分校和佛罗里达州塔拉哈西国家高磁场实验室的 Zhai 及其同事开发的技术设计的。他们设计了一种技术，不需要传统的环氧树脂和玻璃纤维绝缘材料用于磁线，从而使它们能够减小尺寸。

通过从方程式中去除环氧树脂，研究人员还降低了磁铁的生产成本，这也将导致更便宜的托卡马克。缠绕线圈的成本要低得多，因为我们不必经历昂贵且容易出错的环氧树脂真空浸渍工艺，”翟说。“相反，你直接将导体缠绕成线圈形式。

理论上，较小的磁体将允许更多的托卡马克设计迭代，因为它们可以更容易地放置在不同的位置，从而允许更多的配置。我们距离看到第一个完全运行的聚变反应堆可能还有很长的路要走，但这一新发展使我们离商业上可行的核聚变又近了一步。