CFS2018年從麻省理工學院分立，致力于開發(fā)由特殊高溫超導材料制成的磁體，這種材料可以產(chǎn)生強度是傳統(tǒng)超導磁體兩倍的磁場。
聚變反應堆或托卡馬克，旨在捕獲氘和氚（氫的重同位素）的原子核聚變產(chǎn)生氦和高能中子時釋放的能量。為了實現(xiàn)這一點，托卡馬克依靠強磁場在圓環(huán)形真空室內(nèi)捕獲和擠壓超高溫電離氣體或等離子體。
不過，研究人員還沒有建造一個產(chǎn)能比耗能更多的托卡馬克，而且他們一直認為反應堆要很大才能實現(xiàn)“收支”平衡。例如，法國正在建設的國際熱核聚變實驗堆ITER，就有一個高11米、寬19米的真空室。
但CFS的研究人員表示，有了高磁場的磁鐵，托卡馬克就可以大大縮小，因此會更便宜，也更容易建造。他們通過使用由高溫超導體稀土鋇銅氧化物組成的線圈來制造所需的磁鐵，而不是鈮錫這樣的普通超導金屬。當超導體冷卻到接近絕對零度時，只要電流和磁場不太大，超導體就可以無電阻地傳輸電流。
麻省理工學院等離子體物理學家和工程師Brian LaBombard說，主要的挑戰(zhàn)是要設計一種磁體，它能承受磁場本身對載流線圈產(chǎn)生的巨大機械應力。
“你可以把它想象成給氣球加壓。”他說。普通的超導體可以被設計成堅固耐用的線圈，但是高溫超導體由一種相對脆弱的磁帶制成的。因此，CFS的研究人員想出了一種設計，在較強的金屬層之間夾著薄磁帶。
在最近的測試中，新磁鐵產(chǎn)生了20特斯拉的磁場，持續(xù)了約5小時——CFS研究人員表示，他們可以無限期地維持這個磁場。該公司表示，有了磁鐵，它們已經(jīng)準備好向下一個目標進發(fā)：開發(fā)一個名為SPARC的原型反應堆，就像ITER一樣。“這種磁體使我們能在與商業(yè)規(guī)模上開發(fā)制造工藝、設備和供應鏈。” CFS的制造工程師Joy Dunn說。
然而，一個磁鐵本身并不能構(gòu)成托卡馬克。去年，美國國家科學、工程和醫(yī)學院的一份報告指出，要在2040年前實現(xiàn)聚變發(fā)電廠的原型，該領域還必須克服許多其他技術(shù)挑戰(zhàn)。這些需求包括能夠直面等離子體的熱量和中子轟擊的材料，以及從真空室排出熱氦的更好方案。
等離子體物理學家、CFS聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Bob Mumgaard同意這些問題必須解決。但他認為，在一個高磁場、緊湊的托卡馬克系統(tǒng)中，解決這些問題將容易得多。
