科學家們正在通過各種實驗性的反應堆設計追求從核聚變中獲得清潔和取之不盡用之不竭的動力，其中一個更有趣的例子是一種被稱為仿星器(stellarator)的近乎圓形裝置。雖然這些裝置通常具有不規則形狀的磁線圈，但科學家們現在已經開發出更簡單、更直的版本，他們說這可以提供一些重要的好處。

仿星器跟另一種被稱為託卡馬克的流行核聚變反應堆設計有一些相似之處，因為兩者都被設計為通過一系列磁線圈將過熱的等離子體流限制在循環室中。在這樣做的過程中，它們創造了原子核以難以置信的速度碰撞所需的熱量和壓力，進而形成氦並釋放大量的能量。

但當託卡馬克採取整齊和相對簡單的圓環形狀時，仿星器以不規則的圓圈發送其等離子體流，這些圓圈扭曲和轉動，這實際上提供了更大的穩定性。這些離子體流由同樣不規則的磁線圈引導，這些線圈非常複雜，以至於有些需要超級計算機來設計。

如果這些線圈的部分是相對直的，事情就會變得更簡單，這不僅會使仿星器的建造變得更加簡單而且維護也變得更簡單。然而，這將以反應堆的性能為代價。

這項新研究的論文第一作者、英國約克大學的博士生Nicola Lonigro說道：“原則上，你總是可以製造更直的線圈，但代價是它們的磁場可能無法像那些由更扭曲的線圈產生的磁場那樣限制等離子體。但是我們的研究發現，你可以用更直的部分製作一個更簡單的線圈，從而使其具有跟傳統線圈相同的磁場形狀和強度。”

Lonigro和她的同事通過實驗一種被稱為“花鍵表示法”的數學技術來實現這一認識，他們用這種技術來改進生成磁線圈設計的計算機代碼。這使得磁鐵的設計其截面變得更直，並且仍有足夠強和準確的磁場來限制等離子體。作為示範，科學家們為威斯康星大學麥迪遜分校的一個實驗性設計了更直更簡單的新磁鐵。

來自中國科技大學的論文作者、物理學家Caoxiang Zhu說道：“在未來，人們將不得不在仿星器內的部件磨損時進行更換，這需要在磁鐵的線圈之間有較大的開口。但在仿星器中很難有大的開口，因為電磁線圈是之字形的，而且真的非常複雜。”

雖然這一突破令人印象深刻，但它也提醒物理學家在試圖使核聚變成為現實時面臨的無數複雜問題。這些更直的線圈只是一個令人難以置信的複雜難題中的一小塊，但它可能在某一天被證明對幫助無限的清潔能源成為現實非常重要。

Lonigro表示：“從長遠來看，這項工作是對試圖使仿星器在商業上可行的更大努力的一個貢獻。”