- Kompanija Commonwealth Fusion Systems je instalirala prvi magnet za svoj SPARC fuzijski reaktor, prvi od ukupno 18 visokotemperaturnih supravodiča.
- Kompanija sarađuje s Nvidijom i Siemensom kako bi stvorila digitalnog blizanca reaktora, koristeći umjetnu inteligenciju i naprednu industrijsku simulaciju.
- CFS je prikupio blizu 3.000 milijarde dolara, uključujući rundu od 863 miliona dolara koju su predvodili tehnološki giganti poput Googlea i Nvidije.
- Demonstrator SPARC-a trebao bi početi s radom 2027. godine i utrti put komercijalnom ARC postrojenju, planiranom za početak 2030-ih.
Američka kompanija Commonwealth fuzijski sistemi (CFS), jedan od najistaknutijih privatnih igrača u utrci za nuklearnu fuziju, napravio je ključni korak prema Instalirajte prvi magnet vašeg demonstracijskog reaktora SPARCOva prekretnica je objavljena tokom CES 2026 u Las Vegasu i konsoliduje kompaniju kao jedan od najnaprednijih projekata spajanja na međunarodnoj sceni.
Cilj projekta je pokazati da je moguće dobiti više energije iz fuzijske reakcije nego što se ubrizgava u plazmuNešto što sektor traži već decenijama. Ako CFS ispuni svoj plan, SPARC će otvoriti vrata svog prvog komercijalnog sprata, nazvanog ARC, čiji je cilj isporučiti električnu energiju bez emisija u mrežu do početka 2030-ih.
Magnet sposoban da ograniči minijaturno sunce
Instalirana komponenta je prva od 18 toroidnih magneta koji će formirati karakterističan dizajn SPARC reaktora u obliku krofne, tipa uređaja poznatog kao tokamakOvi magneti u obliku slova D generirat će izuzetno intenzivno magnetsko polje ograničiti i komprimirati pregrijanu plazmu, smjesa nabijenih čestica u kojoj dolazi do fuzije.
Svaki od ovih visokotemperaturnih supravodljivih magneta Teži oko 24 tone i sposoban je proizvesti polje do 20 teslaoko 13 puta jači od tipičnog bolničkog magnetnog rezonanta. Prema suosnivaču i izvršnom direktoru CFS-a, Bob MumgaardTo je vrsta magneta "koji biste, teoretski, mogli koristiti za podizanje nosača aviona", što vam daje predstavu o njegovoj snazi.
Da bi se postigao taj intenzitet, magneti se moraju ohladiti na otprilike -253 ºCkako bi mogli za sigurno provođenje struja većih od 30.000 ampera bez električnih gubitakaU međuvremenu, unutar toroida, plazma će dostići temperature veće od 100 miliona stepeni Celzijusatoplija od unutrašnjosti Sunca, iako se nalazi u relativno kompaktnoj zapremini.
Magneti leže na ogromnom prstenu od nehrđajućeg čelika veličine otprilike 75 tona y 24 stope (otprilike 7,3 metra) u prečniku poznat kao kriostat, instaliran prošlog marta u CFS-ovim pogonima u Massachusettsu. Plan kompanije je da ide Postepeno dodavanje preostalih 17 magneta i njihovo postavljanje na svoje mjesto prije kraja ljeta, u procesu montaže koji sama kompanija opisuje kao "bum, bum, bum" uzastopnih prekretnica.
Uloga visokotemperaturnih supravodiča
Ključna tehnološka razlika između CFS-a i prethodnih generacija tokamaka je upotreba visokotemperaturni supravodljivi (HTS) magnetiOvi materijali omogućavaju transport vrlo visokih struja bez gubitaka i podnošenje jačih magnetskih polja unutar manjeg volumena, što omogućava projektovanje reaktora kompaktniji i potencijalno jeftiniji nego tradicionalni veliki javni projekti.
Dok se postrojenja poput ITER-a u Evropi oslanjaju na konvencionalne supravodljive magnete, CFS koristi HTS materijalne trake što olakšava konstrukciju manjih, ali snažnijih zavojnica. Ovo smanjenje veličine je fundamentalno za uspjeh prvih fuzijskih postrojenja. komercijalno isplativo i nemojte se fokusirati samo na skupe naučne eksperimente.
Kompanija naglašava da instalacija prvog magneta ne samo da potvrđuje tehnologiju, već i njen industrijski kapacitet. Prelazak sa laboratorijskih prototipova na Masovna proizvodnja HTS magneta Ovo predstavlja značajan skok u zrelosti, posebno u odnosu na buduće ARC postrojenje, koje će zahtijevati replikaciju i skaliranje ovih komponenti prema industrijskim kriterijima.
U stvari, CFS već primjenjuje napredne alate digitalnog inženjeringa u svojim tvornica magneta u Devensu (Massachusetts)gdje optimizira procese proizvodnje i montaže pomoću industrijskog softvera i analize podataka. Upravo taj pristup sada želi podići na viši nivo uz pomoć Siemensa i Nvidije.
Digitalni blizanac: spajanje umjetne inteligencije, simulacije i hardvera
Pored fizičkog napretka u SPARC-u, CFS je najavio strateški savez sa Nvidia y Siemens razviti digitalni blizanac reaktora. To je visokokvalitetna virtualna replika koja će integrirati podatke o dizajnu, klasične fizičke modele i alate iz umjetna inteligencija za reprodukciju ponašanja mašine što je moguće bliže stvarnosti.
U praksi, digitalni blizanac će nam omogućiti da izvršimo simulacije, testiranje hipoteza i prilagođavanje parametara u virtuelnom okruženju prije nego što ih prenesu na stvarni hardver. Ideja je da inženjeri mogu sažeti godine ručnog eksperimentisanja u samo sedmice digitalne optimizacijesmanjenje rizika i ubrzanje vremenskog okvira za povezivanje spajanja na električnu mrežu.
Za inženjerski dio i dio upravljanja podacima, CFS će koristiti paket Siemens Xceleratorkoji uključuje alate kao što su NX za napredni dizajn i Teamcenter za upravljanje životnim ciklusom proizvoda (PLM). Pomoću ovih rješenja, kompanija generira, katalogizira i obrađuje nacrte i sklopove reaktora, koji se zatim uključuju u tokove rada simulacije.
Isti ti podaci se zatim integrišu u platformu Nvidia Omniverse, na osnovu standarda OpenUSDspajanje dizajnerskih modela s tradicionalnim fizičkim simulacijama i modelima zasnovanim na vještačkoj inteligenciji. Cilj je imati jedinstveno okruženje u kojem se mogu vršiti poređenja u realnom vremenu. eksperimentalna mjerenja SPARC-a s rezultatima digitalnog blizanca i prilagođavati rad u hodu.
Vještačka inteligencija će ubrzati SPARC-ov prelazak na ARC postrojenje
Kao što je Mumgaard objasnio, digitalni blizanac i alati za mašinsko učenje su od povremene podrške dizajnu postali centralna komponenta projekta. Izolovane simulacije koje je CFS do sada koristio transformišu se u sistem. kontinuirano povezan s fizičkom mašinom, koji se razvija sa svakim novim mjerenjem i svakom eksperimentalnom kampanjom.
Kompanija također Surađuje s Google DeepMind-om i drugim AI platformama kako bi optimizirao sve, od kontrole plazme do dizajna materijala i komponenti. izloženi ekstremnim uslovima. U ovom pristupu, DeepMind djeluje kao vrsta inteligentnog kopilota, a digitalni blizanac kojeg podržava Omniverse predstavlja tu "virtualnu letjelicu" na kojoj se manevri testiraju prije nego što se izvrše u stvarnoj letjelici.
Ovaj pristup se uklapa u širi trend u sektoru spajanja kompanija i, općenito, u složenim industrijama: koristite umjetnu inteligenciju i simulaciju za drastično skraćuju cikluse dizajniranja i testiranjaIzvještaj iz 2024. godine, koji je pregledao stanje u ovoj oblasti, napomenuo je da ovi alati mogu skratiti tradicionalni proces „decenija izgradnje mašina i testiranja ideja“ na mnogo upravljivije vremenske okvire.
U industrijskom sektoru, Siemens ističe kombinaciju stvarnih proizvodnih podataka, umjetne inteligencije i digitalnih radnih procesa od početka do kraja. To eliminira veliki dio intuicije i pokušaja i pogrešaka. tipično za veoma složene projekteZa CFS, ovo bi se moglo prevesti u kraći put od prototipa SPARC-a do komercijalnog rada ARC postrojenja.
Finansiranje, ugovori o kupovini električne energije i globalna utrka
Sav ovaj tehnološki razvoj zahtijeva znatna ulaganja. Od svog osnivanja 2018. godine MIT spinoffCommonwealth Fusion Systems je podigao blizu 3.000 milijardi dolaraSamo u svojoj najnovijoj rundi serije B2, kompanija je prikupila otprilike 863 milijardi, uz učešće tehnoloških giganata kao što su Nvidia, Google, sredstva povezana sa Bill Gates i desetine drugih institucionalnih investitora.
Kompanija je također potpisala neke od veći ugovori o kupovini fuzijske energije do sada objavljeno. Među njima je i ugovor s Googleom o akviziciji 200 megavata iz budućih CFS postrojenja, kao i sporazum cijenjen oko 1.000 milijardi dolara sa italijanskom energetskom kompanijom Eni, jedna od najaktivnijih evropskih grupa u praćenju ovih tehnologija.
Ove dugoročne obaveze ukazuju na rastući interes velikih potrošača električne energije, posebno podatkovne centre i kompanije povezane s umjetnom inteligencijomOve zemlje traže stabilne izvore električne energije bez emisija kako bi podstakle svoju ekspanziju. U Evropi se izgledi za dostupnost zrelih fuzijskih postrojenja od 2030-ih nadalje smatraju potencijalnim dodatkom širenju obnovljivih izvora energije i mreža za međusobno povezivanje.
Istovremeno, CFS se takmiči s drugim privatnim i javnim projektima u Sjedinjenim Američkim Državama, Ujedinjenom Kraljevstvu i drugim regijama. Startupovi kao što su Helion ili Britanci Energija tokamaka, kao i inicijative povezane s velikim industrijskim grupama, razvijaju vlastite koncepte reaktora i, u mnogim slučajevima, uključuju i digitalne blizance zasnovane na Nvidia tehnologiji.
Uprkos ovoj konkurenciji, CFS se pozicionirao kao jedan od ključnih igrača bolje finansiran i sa preciznije definisanim vremenskim okvirom prema komercijalnom postrojenju. Njegova posvećenost kompaktnom tokamaku sa HTS magnetima i snažnim digitalnim slojem stavlja projekat na relevantno mjesto unutar globalnog fuzijskog ekosistema, sa jasnim implikacijama za snabdijevanje električnom energijom i u Sjedinjenim Državama i, srednjoročno, u Evropi.
Ako su prognoze kompanije tačne, SPARC bi mogao početi proizvoditi plazmu i pokazati neto dobitak energije u odnosu na 2027, otvarajući put za biljku ARC, prvobitno planiran u Virginiji i s ciljem doprinosa redoslijedu 400 megavata mreži početkom 2030-ih. Scenarij u kojem bi spajanje prestalo biti "uvijek nešto 30 godina u budućnosti" i postalo opipljiva opcija energetskog miksa, posebno atraktivno za evropski elektroenergetski sistem koji je sve zahtjevniji u pogledu dekarbonizacije i stabilnosti.
Ja sam tehnološki entuzijasta koji je svoja "geek" interesovanja pretvorio u profesiju. Proveo sam više od 10 godina svog života koristeći najsavremeniju tehnologiju i petljajući po svim vrstama programa iz čiste radoznalosti. Sada sam se specijalizirao za kompjutersku tehnologiju i video igrice. To je zato što više od 5 godina pišem za razne web stranice o tehnologiji i video igricama, stvarajući članke koji nastoje dati vam potrebne informacije na jeziku koji je svima razumljiv.
Ako imate bilo kakvih pitanja, moje znanje seže od svega vezanog za Windows operativni sistem kao i Android za mobilne telefone. I moja posvećenost je vama, uvijek sam spreman potrošiti nekoliko minuta i pomoći vam da riješite sva pitanja koja imate u ovom svijetu interneta.