辽宁
图：EAST全超导托卡马克装置内部（图源：新华社）
9月27日，国机重装德阳基地把8件TF线圈盒发运给合肥科学岛。这是BEST燃烧等离子体实验托卡马克的磁体骨架，造了14个月。托卡马克是用磁场把上亿度等离子体约束在环形真空室里、模拟太阳发光原理的装置，俗称人造太阳。BEST是合肥科学岛EAST装置的下一代，目标是验证氘氚聚变能不能持续燃烧。
先把定位说清楚：BEST是中国在建的工程堆验证装置，SPARC是美国私营公司建的净能量增益验证装置，两者目标不同。
但参数放在一起看很有意思。BEST中心磁场6.15特斯拉，SPARC是12.2特斯拉，差了一倍。BEST一期目标Q大于1，远期工程堆阶段目标Q约5；SPARC近期底线目标Q大于2，设计预测可达更高数值。磁场低一半，远期Q目标反而不低，靠的是装置体积。
为什么磁场弱Q反而高
Q值是聚变输出能量和输入加热能量的比值。Q等于1就是能量打平，Q等于2就是输出是输入的两倍，Q等于5就是五倍。不同装置的Q目标对应不同阶段，不能直接当排名比。这个数字跟两个东西有关：磁场强度和装置体积。
SPARC用高温超导磁体，磁场做到12.2特斯拉，但装置小，大半径1.85米，等离子体体积约20立方米，约为ITER的四十分之一。体积小约束时间短，Q目标定在大于2。
BEST用传统低温超导磁体，磁场6.15特斯拉，但装置大，大半径3.6米，等离子体体积约86立方米，比SPARC大四倍。靠体积补磁场，远期Q目标约5，设计聚变输出功率20到200兆瓦。
参数
BEST（中国）
SPARC（美国CFS）
中心磁场
6.15特斯拉
12.2特斯拉
磁体技术
低温超导（Nb3Sn）
高温超导（YBCO）
大半径
3.6米
1.85米
等离子体体积
约86立方米
约20立方米
Q值目标
一期>1，工程堆远期约5
近期底线>2，设计预测更高
聚变功率
20至200兆瓦
约50至100兆瓦
首次关键实验
2030年氘氚实验
2027年首次等离子体
图：SPARC装置剖面图（图源：MIT等离子体科学与聚变中心）
这是两条工程路线。SPARC赌高温超导磁体能把装置做小做便宜，先在短脉冲里验证净能量增益。BEST走大装置路线，用成熟低温超导技术，做更接近工程堆的长时间燃烧等离子体。
图：SPARC装置外观渲染图（图源：CFS）
两条节奏
CFS计划2027年首次产生等离子体，之后再验证净能量增益；BEST 2030年目标是氘氚燃烧实验，工程台阶更高。SPARC是私营公司，融资规模居全球私营聚变公司前列，先验证Q大于1。
BEST目标更偏工程验证：长时间燃烧等离子体、氚自持、部件在强辐照下的寿命。这些数据是建示范堆需要的。大装置路线的代价是成本和周期更长，低温超导磁体的磁场上限也决定了后续缩小装置的空间有限。
8件线圈盒发运，意味着BEST从图纸进入总装。两条路线目标不同，不是同一条赛道。SPARC先验证净能量增益，BEST偏工程堆数据，两条路线在各自阶段上推进，最终谁先把聚变电送上电网，要看谁先把长时间稳定运行和工程经济性同时跑通。
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