这是9月29日发表在《等离子体物理学杂志》上的七项新研究的成果。如果核聚变反应堆达到这一里程碑，它将为大规模生产清洁能源铺平道路。
在核聚变过程中，原子核被迫聚集在一起，形成更重的原子。当产生的原子的质量小于产生它们的原子的质量时，多余的质量就会转化为能量，释放出大量的光和热。核聚变为太阳和恒星提供了能量，因为它们中心的强大引力使氢聚变产生氦。
尽管要使原子在至少1.8亿华氏度(1亿摄氏度)的温度下发生聚变，需要巨大的能量。但是这种反应产生的能量远远超过所需。与此同时，核聚变既不会产生导致全球变暖的二氧化碳等温室气体，也不会产生其他污染物。而聚变燃料——比如氢元素——在地球上是足够丰富的，足以满足人类数百万年的能源需求。
麻省理工学院的等离子体物理学家，开发新反应堆的首席科学家之一，研究作者马丁·格林瓦尔德说：“实际上，我们所有人都参与了这项研究，因为我们正在努力解决一个非常严重的全球性问题。” “我们希望对社会产生积极影响。我们需要找到解决全球变暖的方法，否则，人类文明将陷入困境。而核聚变反应堆似乎可以帮助解决这一问题。”
大多数实验核聚变反应堆采用一种名为托卡马克(tokamak)的环状设计。这些设计利用强大的磁场在极端温度下限制等离子云或电离气体，温度高到足以使原子融合在一起。这种新的实验装置被称为SPARC(最快速/最小的私人资助的负担得起的坚固紧凑的)反应堆，由麻省理工学院的科学家和一家附属公司联邦聚变系统公司开发。
如果成功，SPARC将成为第一个实现“燃烧等离子体”的设备，其中所有聚变反应产生的热量使聚变持续进行，而不需要注入额外的能量。但在地球上，还没有人能够在可控的反应中利用燃烧等离子体的能量，在SPARC做到这一点之前，还需要进行更多的研究。
SPARC项目于2018年启动，预计明年6月开始建设，反应堆将于2025年开始运行。这比世界上最大的聚变动力项目——国际热核实验反应堆(ITER)——要快得多，ITER是1985年构想出来的，但直到2007年才发射;尽管2013年开始建设，但预计到2035年该项目才会产生核聚变反应。
SPARC相对于ITER的一个优势是SPARC的磁铁被设计用来限制它的等离子体。SPARC将使用所谓的高温超导磁体，这种磁体是在ITER被首次设计出来很久之后，在过去三到五年内才开始商业化。这些新磁铁能产生比ITER更强的磁场——最大21特斯拉，而ITER最大12特斯拉。(相比之下，地球磁场的强度是特斯拉的三千万分之一到六千万分之一。)这些强大的磁铁表明，SPARC的核心直径可以比ITER的核心小三倍，体积可以小60到70倍，而的核心预计有6米宽。“体积的大幅缩小伴随着重量和成本的降低，”格林沃尔德告诉《生活科学》。“这才是真正的游戏规则改变者。”
在七项新的研究中，研究人员概述了SPARC设计基础上的计算和超级计算机模拟。研究发现，SPARC预计产生的能量至少是泵入能量的两倍，甚至是10倍。
聚变反应堆产生的热量会产生蒸汽。这些蒸汽将驱动涡轮和发电机，就像现在大部分电力的产生方式一样。
格林沃尔德说:“核聚变发电厂可以一对一地替代化石燃料发电厂，而且你不必为它们重组电网。”相比之下，太阳能和风能等可再生能源“在目前的电网设计中并不能很好地适应”。
研究人员最终希望SPARC激发的聚变发电厂能产生250到1000兆瓦的电能。格林沃尔德说:“在美国目前的电力市场上，发电厂的发电量一般在100到500兆瓦之间。”SPARC只会产生热量，而不会产生电能。一旦研究人员建造并测试了SPARC，他们计划建造ARC(经济实惠、坚固紧凑)反应堆，到2035年将利用这些热量发电。格林沃尔德说:“这很有野心，但这是我们正在努力实现的目标。”“我认为这很有可能。”
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