作者约翰·格林沃尔德，普林斯顿等离子体物理实验室 信用:迈克尔·德勒夫拉克 类似于冰箱上使用的永磁体可以加速聚变能的发展——太阳和恒星产生的相同能量
原则上，这种磁体可以极大地简化被称为星状器的扭曲聚变设备的设计和生产
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能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)和马克斯·普朗克等离子体物理研究所
PPPL创始人小莱曼·斯必泽
在20世纪50年代早期发明了星形推进器
大多数星形线圈使用一组复杂的扭曲线圈，这些线圈像糖果棒上的条纹一样盘旋，产生磁场来塑造和控制为聚变反应提供燃料的等离子体
研究人员说，类似冰箱的永磁体可以产生这些基本磁场的硬部分，允许简单的非扭曲线圈产生剩余部分来代替复杂的线圈
扭曲线圈最贵 “螺旋线圈是星形器最昂贵和最复杂的部分，必须以非常复杂的形式以非常高的精度制造，”物理学家佩尔·赫兰德说，他是马克斯·普朗克星形器理论部门的负责人，也是《物理评论快报》上一篇描述这项研究的论文的主要作者
“我们正试图通过使用永磁体来降低对线圈的要求
" 简化星状器，运行时没有更广泛使用的托卡马克聚变装置所面临的破坏性破坏的风险，会有很大的吸引力
该论文的合著者、PPPL的导演史蒂夫·考利说:“我对使用永久磁铁来塑造星状器中的等离子体感到非常兴奋。”
“这导致了更简单的工程设计
" 聚变是驱动太阳和恒星的动力，它以等离子体的形式结合了轻元素，等离子体是由自由电子和原子核组成的带电热物质状态，产生大量能量
世界各地的科学家们正在使用托卡马克、星形装置和其他设施，努力创造和控制地球上的聚变，为发电提供几乎取之不尽的安全和清洁的能源
永磁体的新想法是科学博览会项目的一个分支，该项目由该论文的合著者、PPPL首席科学家迈克尔·扎恩斯多夫的儿子乔纳森·扎恩斯多夫在初中时提出
乔纳森想制造一种轨道炮，这种装置通常使用高压电流产生磁场，可以发射炮弹
但是在教室里使用高压电流是很危险的
带有黄色等离子体的永磁星形器示意图
红色和蓝色表示容器周围带有简化线圈的永磁体
功劳:哄朱
父子解决方案 父子达成的解决方案是使用钕或稀土永磁体来安全地产生磁场
稀土磁体具有令人惊讶和有用的特性
它们为磁体的小尺寸产生相当强的磁场，这些“硬”磁场几乎不受附近其他磁场的影响
因此，这些磁铁可以提供物理学家所说的螺旋星形磁场的“极向”部分，而简单的圆形线圈可以提供构成磁场其余部分的“环形”部分
“这些年来我一直在思考这个问题，但没有时间去发展这个想法，”扎尔斯多夫说
在与威斯康星大学麦迪逊分校的考利和物理学家卡里·福里斯特的讨论中，这一想法终于实现了
永磁体总是“开着”，这与星形器和托卡马克使用的标准电磁线圈形成鲜明对比
这种线圈在电流流过时会产生磁场——电流需要电源，而永磁体不需要
使用永磁体简化星形线圈的其他优点包括: 比手工制作的电磁铁成本低；在简化的线圈之间创造充足的空间，以方便维护；能够重新定位磁铁，为磁场创造各种形状；降低工程和制造风险
永磁体也有缺点
“你不能关掉它们，”海兰德说，这意味着它们可以吸引任何它们能吸引到的范围内的东西
他说，它们也产生有限的最大场强
尽管如此，这种磁铁“对于在通往反应堆的路上进行实验非常有用”，他补充道，“而且更强的永久磁铁可能会出现。”
" 一套新工具 对扎尔斯多夫来说，永磁体是“一种策略和一套新工具，我们必须弄清楚如何使用它们
“他现在计划了几种用途
首先是建造一个安装了永久磁铁的桌面星形装置
在更远的地方，他希望PPPL能够制造出世界上第一个简单的优化的星轮，一个为满足特定性能目标而设计的星轮
该设施可以升级，以增加其场强，为继续开发简化的机器做准备
最终，一个包含永久磁铁的星形装置可能会产生能量为全人类发电
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