SPARC
SPARC 是 MIT 等离子体科学核聚变中心（PSFC）和 Commonwealth Fusion Systems（CFS）共同开发的采用高温超导体（HTS）磁体的紧凑托卡马克型核聚变实验堆。名称来源于「Soonest/Smallest Private-funded Affordable Robust Compact」。
MIT 从 1970 年代在 Alcator 系列积累高磁场托卡马克研究。2016 年 Alcator C-Mod 停止运行后，2018 年 CFS 成立，开始了民间资金主导的快速核聚变开发。
SPARC 的主要目标是实现核聚变增益 Q > 2（设计值），最终达到 Q > 10。由此可以实现阿尔法粒子自己加热支配的燃烧等离子体领域的物理研究。
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 等离子体大半径 | 1.85 m |
| 等离子体小半径 | 0.57 m |
| 轴上磁场 | 12.2 T |
| 等离子体电流 | 8.7 MA |
| 核聚变输出 | 50-100 MW |
| 脉冲持续时间 | 10 秒 |
| 总重量 | 约 1,000 吨 |
与 ITER（大半径 6.2 m、磁场 5.3 T）比较，体积约 1/70，但核聚变输出密度达到 14 倍。
高温超导体磁体
Section titled “高温超导体磁体”传统的低温超导体（NbTi、Nb3Sn）磁场强度有限制，但 REBCO 系 HTS 在 20 K 运行具有 100 T 超的上部临界磁场。CFS 开发的 VIPER 电缆是将 REBCO 带的收在铜制外套中的结构，实现了高电流密度和热稳定性。
2021 年 9 月，CFS 在环形磁场线圈的实物原型中达到 20 T，证实了 HTS 磁体在核聚变反应堆规模上的实用性。
高磁场的物理优势
Section titled “高磁场的物理优势”核聚变输出密度从贝塔值和磁场的关系与 B 的 4 次方成比例。磁场加倍，在相同贝塔值下输出密度增加到 16 倍。这个关系是高磁场紧凑托卡马克的设计依据。
加热・控制系统
Section titled “加热・控制系统”主要加热是 25 MW 的 ICRH（离子回旋共振加热）。装备约 30 种诊断装置，实现基于机器学习的破裂预测和快门颗粒注入的缓和系统。
在马萨诸塞州德文斯进行组装。2021 年获得 18 亿美元，2025 年获得 8.6 亿美元，累计确保约 30 亿美元。2025 年 4 月设置了低温恒温器底座，同年 10 月真空容器交付。预定 2026 年首次等离子体，2027 年证明 Q > 1。
商用炉 ARC
Section titled “商用炉 ARC”在 SPARC 成功基础上建设的商用炉是 ARC（Affordable, Robust, Compact）。目标大半径 3.3 m、核聚变输出 525 MW、电力输出约 200 MW、稳态运行。设计实现 FLiBe 熔融盐包层的氚自给。
2025 年与 Google 签订了 200 MW 电力购买合同，与 Eni 签订了 10 亿美元规模供应合同。预定在弗吉尼亚州切斯特菲尔德郡建设，目标 2030 年代初开始运行。
SPARC 证明高磁场紧凑方法的有效性，显示民间主导快速核聚变开发模式的示范项目。发挥与 ITER 的互补作用，开辟商用核聚变发电的替代路径。