仿星器作为未来聚变能系统极具前景的设计之一，其优势在于能借助高度复杂的磁场将数百万摄氏度的等离子体约束在稳定状态。这种磁场一般由大型三维线圈产生，如位于格赖夫斯瓦尔德的马克斯·普朗克研究所(IPP)的文德尔斯坦7-X仿星器所使用的线圈，它是世界先进仿星器代表，其线圈由超导材料制成，冷却至约4开尔文(零下269摄氏度)时可无电阻传输电流。

对于未来核电站而言，高温超导体(HTS)是颇具前景的选择。这类材料在极高温度(甚至高达93开尔文，即零下180摄氏度)下就能实现超导，或在较低温度运行时产生更强磁场，有助于设计更紧凑、经济的聚变反应堆。

然而，建造此类线圈面临重大设计与工程挑战。高温超导材料机械性能脆，需以“带材”形式沉积在坚固基底上才能使用，且不能过度拉伸，否则会失去超导特性，而现代仿星器设计所需的非平面线圈形状，更增加了难度。此外，高温超导带材及线圈受聚变反应堆产生中子的影响情况尚不明确。

为此，德国联邦研究部(BMFTR)提供700万欧元资金，支持研发更坚固耐用、更适合聚变应用的高温超导带材和线圈。该项目由位于伊斯马宁的THEVA Dünnschichttechnik公司牵头，获525万欧元资金，正在开发新型复合高温超导带材以满足聚变装置严苛要求。位于慕尼黑附近加兴的独立物理研究所(IPP)协助研究材料开发，包括制造非平面线圈所需的特性及小型测试线圈性能的实验验证，获94.8万欧元资助。慕尼黑工业大学的海因茨·迈尔 - 莱布尼茨研究中子源(FRM II)则研究中子辐照对带材性能的影响。

该项目IPP部分组长兼首席研究员Eve Stenson博士解释，未来聚变电站的线圈需承受极端条件、产生强磁场、在低温下可靠运行且尺寸达几米，但新型高温超导带材和线圈设计仍存在基本问题，可通过小规模、低磁场、快速原型制作及公私部门迭代研究解决，这正是项目目标。

“HTS4Fusion”项目特别重视对JANUS(“联合倾斜非常规超导体”)概念的测试。JANUS方法采用多层复合结构，如由导电夹层连接的两个超导层，实现各层有效电流共享，提升线圈整体载流能力和坚固性，还能更好适应仿星器复杂磁场分布。

Stenson博士称，团队目标是帮助THEVA公司生产更适合制造仿星器线圈的高温超导带材，并提供基于原型测试验证的模拟和设计计算的详细规格。团队借鉴了之前使用各种高温超导线圈进行基础等离子体科学实验的经验。

仿星器磁体设计的关键问题是临界电流的各向异性，高温超导磁带在零电阻下承载的最大电流受温度、场强及磁带与磁场夹角影响。当磁场相对于磁带表面倾斜30度时，THEVA磁带性能达峰值。JANUS概念提出结合两个不同取向的HTS层利用这种角度依赖性，但其进一步发展需额外计算和实验验证。IPP团队将利用相关背景，将JANUS带材塑造成非平面线圈几何形状，优化带材缠绕角度、选择支撑材料并实施受控低温冷却。

Eve Stenson的团队还借鉴了之前项目经验，如为EPOS(优化仿星器中的电子和正电子)装置使用并致力于开源设计软件SIMSOPT，将高温超导机械应变约束纳入仿星器设计优化。

首批测试线圈正在定制的3D打印绕线框架上构建，并在约20开尔文(零下253摄氏度)温度下测试。Stenson博士表示，这些测试对了解复合带实际性能至关重要，只有通过实验验证设计，才能确保未来磁体系统有坚实基础。

除机械强度外，IPP研究人员还将研究线圈热性能，如电流共享过程中的散热效率。演示线圈直径几十厘米到一米，相当于反应堆规模系统尺寸的四分之一以下。Stenson博士总结，若在小规模上成功构建性能更高、更坚固的高温超导仿星器线圈，成果可扩展到更大尺寸、磁场更强的聚变系统。