磁约束核聚变装置小型化的难点，是否主要在于反应温度与离子自由度的关系？ 第1页

超导材料应该是制约托卡马克小型化的一个重要因素（当然肯定不止这一个制约因素）。

托卡马克的功率密度正比于磁场强度的四次方，也就是说，只要把磁场强度提到原来的2倍，就能把等离子体体积缩小至原来的1/16。

近些年建设的托卡马克大都是用超导材料来维持强磁场（合肥的EAST就是全超导托卡马克）。但大部分用的都是低温超导体（临界转变温度低于液氮沸点），往往要用液氦制冷保持超导，而且临界磁场强度也不如一些高温超导体。

为啥放着性能更好的高温超导体不用呢？因为很多高温超导体都是氧化物（例如大名鼎鼎的钇钡铜氧），没有一点塑性，稍微弯一下就断了，很难把它们加工成线圈。而很多低温超导体都是合金，虽然超导性能差些，但胜在塑性好能加工。

不过近些年高温超导材料的加工性能似乎得到了改善，基于改良过的高温超导材料，MIT的那帮人设计了个ARC的反应堆^[1][2]（据说名字是致敬钢铁侠胸口的那个ARC反应堆，毕竟Tony Stark是MIT校友）。ARC反应堆拟用高温超导做线圈，能大大提高磁场强度，从而在保持和ITER功率相同的前提下，把体积缩小了不少（见下图）。

参考

1. ^SPARC - MIT http://www.psfc.mit.edu/sparc
2. ^ARC - wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/ARC_fusion_reactor#cite_note-giz-1