在核聚變研究領(lǐng)域，仿星器與托卡馬克作為兩條重要的技術(shù)路線，始終吸引著全球科研人員的目光。二者雖同為環(huán)形約束裝置，但設(shè)計(jì)理念與磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)卻存在顯著差異。托卡馬克依賴等離子體電流自身產(chǎn)生極向場(chǎng)，而仿星器則通過復(fù)雜的三維磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)抵消電流需求，從而避免等離子體漂移導(dǎo)致的電荷分離問題。這種差異不僅體現(xiàn)在原理層面，更深刻影響著裝置的成本構(gòu)成與發(fā)展路徑。

成本分析顯示，仿星器與托卡馬克的建造成本總體相當(dāng)，但具體構(gòu)成存在差異。以德國(guó)馬克斯·普朗克等離子體物理研究所（IPP）的螺旋先進(jìn)仿星器（Helias）為例，其包層模塊與磁體成本占比分別達(dá)10%和29%，高于托卡馬克的8%與25%。不過，仿星器因采用穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)再循環(huán)功率顯著降低，長(zhǎng)期運(yùn)行成本更具優(yōu)勢(shì)。以W7-X裝置為例，從1995年啟動(dòng)至2021年完成最終配置，直接投資達(dá)4.6億歐元，若計(jì)入建筑、人員等運(yùn)營(yíng)成本，總投資額約14.4億歐元。這一數(shù)據(jù)表明，仿星器雖初期投入較高，但穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性可部分抵消成本壓力。

高溫超導(dǎo)材料的突破為仿星器發(fā)展注入新動(dòng)力。傳統(tǒng)超導(dǎo)體在應(yīng)力達(dá)20T時(shí)易失超，而托卡馬克因磁場(chǎng)需動(dòng)態(tài)變化，交流損耗問題尤為突出。仿星器的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)設(shè)計(jì)則完美規(guī)避了這一缺陷，且磁場(chǎng)強(qiáng)度提升可顯著縮小裝置體積，進(jìn)一步降低建造成本。目前，高溫超導(dǎo)技術(shù)已被視為仿星器降本的關(guān)鍵路徑，其成熟度與價(jià)格走勢(shì)將直接影響未來技術(shù)路線選擇。

仿星器的歷史可追溯至20世紀(jì)50年代。美國(guó)天體物理學(xué)家斯必澤于1951年提出通過8字形螺線管產(chǎn)生非傳統(tǒng)環(huán)形磁場(chǎng)，利用彎曲處等離子體漂移的相互抵消實(shí)現(xiàn)約束。1953年，首臺(tái)8字型仿星器Model-A問世，驗(yàn)證了新概念的可行性。隨后，美國(guó)Model-B系列、日本Heliontron、德國(guó)Wendelstein-A等裝置相繼建成，推動(dòng)研究進(jìn)入第一個(gè)高潮期。中國(guó)于1971年組裝“凌云”仿星器，但受限于當(dāng)時(shí)的理論模擬能力與工業(yè)制造水平，項(xiàng)目最終停滯。這一時(shí)期，仿星器因成本高昂、實(shí)驗(yàn)參數(shù)落后于托卡馬克，逐漸被邊緣化。

70年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)制造能力的提升，仿星器迎來技術(shù)革新。螺旋器（Helical Axis Device）與扭曲器（Torsatan）的出現(xiàn)，通過簡(jiǎn)化線圈系統(tǒng)大幅降低了設(shè)計(jì)成本。扭曲器將環(huán)向場(chǎng)線圈與螺旋場(chǎng)線圈耦合為單一螺旋場(chǎng)線圈，減少了一類線圈的使用；螺旋器則將環(huán)向場(chǎng)線圈中心排列在螺旋線上，以澳大利亞H-1、西班牙TJ-II及日本LHD為代表。其中，LHD作為全球首個(gè)穩(wěn)態(tài)超導(dǎo)仿星器，大半徑3.75米、小半徑0.6米，可產(chǎn)生3T磁場(chǎng)，為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行提供了重要參考。