研究人員在20特斯拉磁鐵上工作，該磁鐵依偎在將其冷卻到20開爾文的冰箱內。

由于一種新型的超導磁體，核聚變能量這一難以捉摸的目標可能更接近現實。聯邦聚變系統(CFS)的研究人員在今天的在線新聞發布會上公布了2米長、1米寬的D型電磁鐵，并說它產生的磁場大約是地球自然磁場的50萬倍，是任何類似超導磁鐵的兩倍。這家總部位于馬薩諸塞州的公司的研究人員表示，他們的磁鐵技術將使他們能夠在2025年建造一個相對較小的核聚變發電廠原型機,盡管他們承認，他們仍然必須克服其他多個技術挑戰。

2018年，CFS從麻省理工學院(MIT)分離出來，致力于開發由特殊高溫超導材料制成的磁體，這些材料可以產生的磁場是傳統超導磁體的兩倍。因此，9月5日對磁鐵的成功測試，標志著該公司的勝利。等離子體物理學家、CFS聯合創始人兼首席執行官鮑勃·穆加德說：“我們們從3年前甚至不知道是否存在這樣一個磁鐵，到現在有了它。”

聚變反應器，或托卡馬克，目的是捕獲氘和氚的原子核(氫的重同位素)聚變產生氦和高能中子時釋放的能量。為了做到這一點，托卡馬克依靠強磁場在圓環形真空室內捕獲和擠壓超高溫電離氣體或等離子體。然而，研究人員還沒有建造一個能產生比消耗更多能量的托卡馬克，而且他們一直認為這樣的反應堆需要很大才能達到臨界點。例如，法國正在建設的國際熱核反應堆托卡馬克，其目標是超過臨界點，它的真空室高11米，寬19米。

然而，CFS的研究人員表示，使用高場磁體，托卡馬克可能要小得多，因此更便宜、更容易建造。CFS的研究人員開始通過纏繞由被稱為稀土銅氧化鋇的高溫超導體組成的線圈，而不是像鎳鐵這樣的普通超導金屬來制造所需的磁鐵。當冷卻到接近絕對零度時，只要電流和磁場增長不太大，超導體攜帶的電流就沒有電阻。高溫超導體之所以得名，是因為它們在相對溫和的溫度下超導，一些高于液氮77開爾文以上的溫度，比傳統超導體能承受更高的磁場。

麻省理工學院等離子體物理學家、磁鐵工程師布萊恩·拉邦巴德說，挑戰主要是制造一種磁鐵，能夠承受磁場本身推回到載流線圈時產生的巨大機械應力。“你可以想到，這幾乎就像給氣球加壓一樣，”他說。普通的超導體可以做成堅固的電線，可以纏繞成線圈，但高溫超導體是在一個相對脆弱的膠帶制成的。因此，為了開發其磁鐵，CFS的研究人員提出了一種設計，將薄薄的膠帶夾在堅固的金屬層之間。

拉邦巴德說：“你需要的金屬基本上要盡可能多。”“我們的設計將其推向了極限。”在最近的測試中，這種新磁鐵產生了20特斯拉的磁場，持續約5小時，盡管CFS的研究人員表示，他們可以無限期地維持磁場。該公司表示，有了磁鐵，它已經準備好實現下一個目標：開發一個名為SPARC的原型反應堆，就像ITER一樣，旨在表明托卡馬克能產生比消耗更多的能量。在SPARC，研究人員將使用像20特斯拉原型一樣的18個線圈環繞一個環形真空室。CFS的制造工程師Joy鄧恩說：“這種磁鐵使我們能夠以與商業融合相關的規模開發制造工藝、設備和供應鏈。”

然而，托卡馬克不能僅憑磁鐵制造。去年，美國國家科學院、工程院和醫學院的一份報告發現，要在2040年前實現聚變電站原型，該領域還必須克服許多其他技術挑戰。在這些需求中，包括能夠承受熱和來自等離子體的中子轟擊的材料，以及從真空室排出熱氦廢氣的更好方案。穆加德同意這些問題必須解決。但他認為，在高場強、緊湊的托卡馬克裝置上解決這些問題將變得更加容易。

麻省理工學院的等離子體物理學家和工程師丹尼斯·懷特說，通常來說，新磁鐵可能標志著所有聚變開發人員對未來反應堆的設想都發生了翻天覆地的變化。他說：“在我看來，這是掀起所有船只的潮流。”然而，磁鐵不是托卡馬克制造的磁鐵。去年，美國國家科學、工程和醫學學院的一份報告發現，要到2040年使原型融合發電廠成為現實，該領域仍必須克服許多其他技術挑戰。其中需要的包括能夠面對熱的材料和等離子體中子轟擊的材料，以及從真空室排出熱氦廢氣的更好方案。芒加德同意，這些問題仍然必須得到解決。但他認為，在一個高領域、緊湊的托卡馬克協議中，它們都將變得更容易解決。

麻省理工學院的等離子體物理學家和工程師丹尼斯·懷特說，更一般地說，新磁鐵可能標志著所有聚變開發人員對未來反應堆的設想都發生了翻天覆地的變化，無論他們的設計有多奇特。"在我看來，這是使所有船只飄起的潮水"。