联邦聚变系统完成首个Sparc反应堆磁体安装 并与英伟达、西门子开展数字孪生合作

richlovec 1500_400 (1)
 

联邦聚变系统(Commonwealth Fusion Systems,简称 CFS)在 2026 年国际消费电子展(CES)期间表示,公司已完成其 Sparc 聚变反应堆首个磁体的安装,这一演示装置计划于明年启动。

CFS 介绍称,Sparc 反应堆共设计有 18 个磁体,最终将围成一个甜甜圈形结构,用于产生强磁场以约束和压缩超高温等离子体。在设计工况下,等离子体释放的能量被期望超过加热和压缩所消耗的能量。

在聚变能源领域经历多年研发和延期之后,CFS 及多家同行企业正推动相关技术向商业化迈进。多家公司正竞相在 2030 年代初实现向电网输送首批聚变电力。若相关项目按计划推进,聚变能源有望以类似传统电厂的形式提供大规模清洁电力。

CFS 联合创始人兼首席执行官 Bob Mumgaard 表示,Sparc 磁体的关键部件已完成,公司预计将在夏季结束前完成全部 18 个磁体的安装。他称:“今年上半年,我们将连续安装这些革命性技术,进展将非常迅速。”

根据公司披露的信息,安装完成后,这些 D 形磁体将竖直固定在一座直径约 24 英尺、重约 75 吨的不锈钢圆环冷却器(cryostat)上,该冷却器已于去年 3 月就位。每个磁体重量约 24 吨,可产生 20 特斯拉的磁场强度,约为常规核磁共振成像(MRI)设备的 13 倍。Mumgaard 用“可以用来举起航母的磁体”来形容其磁场能力。

为实现上述磁场强度,磁体需要被冷却至约 -253 摄氏度(-423 华氏度),以安全承载超过 3 万安培的电流。与此同时,甜甜圈内部的等离子体温度预计将超过 1 亿摄氏度。

在工程推进的同时,CFS 宣布将与英伟达和西门子合作,为 Sparc 反应堆构建数字孪生系统。根据介绍,西门子将提供设计和制造软件,协助采集和整理相关工程与运行数据,并将其输入英伟达的 Omniverse 库,用于构建和运行数字孪生模型。

CFS 此前已针对反应堆不同部件开展多轮模拟,用于预测性能表现。Mumgaard 表示,现有模拟多为相互独立的单点分析,而数字孪生将把这些模拟贯穿于设备全生命周期,并与实体装置并行运行,以便持续对比和校正。他称,希望在对 Sparc 实体设备进行操作前,先在数字孪生上进行实验和参数调整,“它将同步运行,使我们能更快地从机器中学习”。

资金方面,CFS 表示,Sparc 的建设投入巨大。公司迄今已累计融资接近 30 亿美元,其中包括今年 8 月完成的 8.63 亿美元 B2 轮融资,投资方包括英伟达、谷歌以及三十多家其他投资者。公司规划中的首座商业规模电厂 Arc 被定位为首个同类项目,预计仍需额外数十亿美元投入。

Mumgaard 表示,希望通过数字孪生和人工智能相关技术,加快聚变装置的调试和优化进程。他称,随着机器学习工具的提升以及模型精度的提高,公司预计推进速度将有所加快,并强调尽早将聚变能源接入电网的重要性。


分享:


发表评论

登录后才可评论。 去登录