美国政府核聚变实验室的研究人员说，他们已经找到了缩小控制聚变等离子体所必需的巨大磁铁的方法，并认为这是向创造一个可行的聚变反应堆迈出的又一步。
核聚变指的是将两个原子核结合在一起形成一个更重的原子的过程。然而，新的更重的原子的质量略低于两个单独的原子的质量，这些剩余的质量作为能量被释放出来，可以被利用来发电。
核聚变一直在恒星的核心中自然发生，例如我们的太阳，在巨大的热量和压力下，氢原子融合在一起形成氦气。虽然科学家们已经成功地以人工方式重新创造了核聚变，但问题是要将反应维持足够长的时间，以便为电网提供可行的电力。
另一个问题是，到目前为止，科学家还无法让核聚变反应堆产生的能量超过其消耗的能量，因为重新创造发生核聚变所需的强热需要大量的能量。
尽管如此，科学家和政府仍在追逐一个可以工作的核聚变反应堆，因为它有可能成为一个清洁、强大和几乎无限的能源来源。小小的突破使人类逐步接近这样的反应堆，但人们仍然认为至少在十年后才能实现能量输出与能量输入的平衡，并能在国家电网中使用。
托卡马克式核聚变反应堆的档案照片。托卡马克使用强大的磁铁来控制过热等离子体的流动，从而使核聚变发生。
核聚变的主要方法之一涉及一种叫做托卡马克的机器，在这种机器中，氢气被加热到如此高的温度，成为一种等离子体--质子和电子的汤，可以发生核聚变。等离子体被包含在托卡马克内，使用强大的磁铁将其引导到一个圆中。
然而，常规托卡马克的进展普遍缓慢，现在科学家们正在关注一种名为球形托卡马克的新版本，它与通常的环形托卡马克一样，但中间的间隙较小。
据美国能源部下属的普林斯顿大学等离子体物理实验室(PPPL)的科学家称，较小的磁体可以使球形托卡马克的工作变得更加容易，因为它们可以与中央空腔的其他机器分开放置。换句话说，磁铁可以在不拆开其他东西的情况下进行修理。
创造这样的小磁铁正是PPPL的科学家们所说的，这要归功于超导线材，它可以传输与更宽的铜线相同的电流，还可以产生更强的磁场。
PPPL负责研究的副主任Jon Menard在一份新闻稿中说："很多东西都取决于[托卡马克]的中心，因此，如果你能缩小中间的东西，你就能缩小整个机器，降低成本，同时在理论上提高性能。"
另一个好处是，更小的磁体意味着更多的空间用于支持结构，这将有助于未来的球形托卡马克承受其自身的巨大磁场。
参与这项研究的 PPPL 工程师托马斯布朗说：“此外，更小、更强大的磁铁为机器设计人员提供了更多选择来设计具有可以提高整体托卡马克性能的几何形状的球形托卡马克，我们还没有完全到达那里，但我们更接近了，也许已经足够接近了。”
科罗拉多大学博尔德分校和佛罗里达州国家高磁场实验室的研究人员改进了一项技术，使磁铁能够使用新的电线。
一项概述该发展的研究于今年 4 月发表在IEEE Transactions on Applied Superconductivity杂志上。
