仿星器（Stellarator）是一种用于实现磁约束核聚变反应的实验装置。与托卡马克（Tokamak）不同，仿星器使用复杂的外部磁场线圈系统来产生所需的磁场，而不是依赖于等离子体内部的电流。这种设计使得仿星器能够提供更稳定的磁场，有助于更有效地约束等离子体，减少等离子体的不稳定性。
仿星器的特点
外部磁场线圈：使用精心设计的外部电磁线圈产生扭曲的磁场，以约束等离子体。
连续操作：理论上可以进行更平稳和连续的操作，与托卡马克的脉冲操作方式相比，可能更适合连续能量输出。优化的磁场配置：通过精确设计的磁场，减少等离子体中的电阻和不稳定性。
仿星器装置
全球有多个仿星器研究装置，包括德国的Wendelstein 7-X、日本的LHD（Large Helical Device）、西班牙的TJ-II等 。
Wendelstein 7-X (德国)：这是世界上最大的仿星器装置之一，位于德国格赖夫斯瓦尔德的马克斯·普朗克等离子体物理研究所（IPP）建造并运营的实验性仿星器。该装置在2015年10月完工，其核心使命是推动仿星器技术的发展。虽然W7-X本身不产生电力，但它用于测试未来聚变电厂的关键技术组件，是在前身Wendelstein 7-AS实验装置的基础上进一步开发的。
截至2023年，Wendelstein 7-X是世界上最大的仿星器装置。在2018年10月完成两个成功的运行阶段后，装置进行了升级，并于2022年完成。2023年2月，W7-X以更长的约束时间和更高的功率重新开始聚变实验。目前阶段的目标是逐步增加功率和持续时间，力图实现长达30分钟的连续放电，以此展现未来聚变电厂连续运行的能力。
通过这些实验，W7-X致力于证明聚变能源作为未来清洁、可持续能源的潜力，为聚变技术的实际应用和商业化发展提供科学依据和技术验证。
TJ-II (西班牙)：位于马德里的TJ-II是一个实验性的仿星器装置，用于研究等离子体物理和工程问题。它的第一次等离子体运行是在1997年，截至2024年仍在运行。
LHD (日本)：大型螺旋装置（Large Helical Device，简称LHD），是位于日本岐阜县土岐市的一个先进聚变研究设施。该装置由日本国家聚变科学研究所（National Institute for Fusion Science，NIFS）管理运营，是世界上第二大的超导仿星器，仅次于德国的温德尔斯坦7-X。
LHD采用了在日本本土研发的螺旋形磁场技术。通过展示其超导线圈的内部视图，我们可以一窥这个复杂的真空容器结构。该装置的主要研究目标是在稳态条件下对聚变等离子体进行约束，探索解决螺旋等离子体反应堆中可能遇到的物理和工程问题。
LHD利用多种加热技术来提升等离子体的温度，包括中性束注入、离子回旋射频（ICRF）以及电子回旋共振加热（ECRH），这些技术同样应用于传统的托卡马克装置。此外，LHD的螺旋分流器热和颗粒排气系统，通过大螺旋线圈产生分流场，使得该系统能够调整位于受限等离子体和接触分流板的磁力线之间的随机层尺寸。
LHD在边界等离子体研究方面的工作重点，是评估螺旋分流器作为仿星器和恒星器排气系统的性能，这对于提高聚变反应堆的效率和稳定性至关重要。通过这些研究，LHD为聚变能源的发展贡献了宝贵的知识和技术。
HSX（美国）：螺旋对称实验（HSX）是威斯康星大学麦迪逊分校开发的一种实验性等离子体约束设备，设计上是为了模拟和测试聚变反应堆的某些关键特性。HSX属于模块化线圈仿星器类型，它利用外部的电磁铁来创建磁场，以此约束等离子体。这种设备自1999年起已经开始运行。
HSX的设计代表了一种创新的尝试，通过模块化的方式，它能够提供对等离子体行为更精细的控制和研究。作为环形压力容器，HSX的磁场设计有助于深入探索等离子体的稳定性和约束特性，为聚变能源研究领域提供了宝贵的实验数据和经验。
准环对称仿星器（中国）：2023年5月6日，成渝（兴隆湖）综合性科学中心暨重大科技基础设施建设现场推进活动在西南交大准环对称仿星器建设用地举行。本次启动建设的准环对称仿星器项目（Chinese First Quasi-axisymmetric Stellarator，CFQS）是西南交通大学负责建设的第二个四川省重大科技基础设施，该装置中心磁场强度1特斯拉、大半径1米、平均小半径0.25米，面向核聚变领域世界科技前沿和国家 “构建清洁低碳、安全高效的能源体系” 重大战略，是当今受控核聚变仿星器领域磁场位形最先进的装置，建成后将填补中国仿星器相关研究领域空白， 实现0到1的突破， 提升中国在受控核聚变领域的原始创新能力。
参考链接：
- https://en.wikipedia.org/wiki/Stellarator