英聯邦融合系統公司（Commonwealth Fusion Systems, CFS）已通過在《等離子體物理學期刊》上發表的同行評審研究，驗證其即將建設的 ARC 融合電廠的核心等離子體物理假設。該研究確認了 ARC 反應堆設計符合已知的物理學原則，使公司能夠將重點轉向詳細的硬件工程。ARC 反應堆是一種託卡馬克（tokamak），是一種使用磁場來限制超熱等離子體燃料的圓環形設備。
該設計擴展了在麻薩諸塞州目前正在建設的淨能量示範託卡馬克 SPARC 中使用的高温超導（HTS）磁鐵技術。由於這兩台設備共享相似的設計佈局，因此來自 SPARC 的技術數據將直接轉移以精煉商業 ARC 電廠。
ARC 融合電廠的設計與性能特點
根據經驗模型，ARC 電廠將產生約 1.1 吉瓦（GW）的融合電力，以產生 400 兆瓦（MW）的淨電力供應電網。對 ARC 版本 3A 設計的超級計算機模擬確立了其核心規格。公司在一份聲明中指出：「ARC 電廠的主要半徑——從託卡馬克中心到圓環形真空容器內部最熱部分的距離——將約為 4.6 米（15 英尺），相比 SPARC 的 1.85 米有所增加。」該系統由 HTS 磁鐵驅動，將維持 11.4 Tesla 的軸向磁場和 12 兆安培的等離子體電流。
為了提供穩定的電力，該電廠設計為以 15 分鐘的融合脈衝運行，隨後有 1 分鐘的暫停。該研究還概述了 ARC 設計如何應對磁約束融合的主要工程挑戰。首先，為了在緊湊結構內管理強烈的排氣熱，ARC 在託卡馬克的上下部使用一個延長的雙偏轉器系統。注入少量氖或氬氣可冷卻等離子體邊緣，直到其與內部壁分離。公司解釋道：「這意味著熱等離子體不會接觸到表面，而是實際上『分離』，形成一層相對冷的氣體緩衝，保護壁面免受等離子體的熱量。」
其次，該工程考慮到等離子體擾動，這可能在毫秒內終止達 1.5 億攝氏度的等離子體並產生嚴重的機械力。ARC 的設計並不是試圖完全防止擾動，而是設計為每天處理大約一次擾動並迅速重啟。當擾動即將發生時，系統會注入氖和氫氣，安全地將能量以光的形式輻射出去，同時一種專門的脱逃電子緩解線圈磁鐵則散射損害電子束。第三，建模顯示 ARC 能保持等離子體穩定。它在一個平穩的狀態下運行，避免了通常會降低熱容納的複雜磁流體動力學不穩定性，因為它不需要相對於其磁場的高等離子體壓力。
CFS 工程師正在利用這一模擬框架來優化即將進行的設計迭代，調整託卡馬克的寬度和偏轉器的長度等尺寸，以在製造開始之前精煉反應堆性能。
