- Commonwealth Fusion Systems instalirao je prvi magnet za svoj fuzijski reaktor SPARC, prvi od ukupno 18 visokotemperaturnih supravodiča.
- Tvrtka surađuje s Nvidijom i Siemensom kako bi stvorila digitalnog blizanca reaktora, koristeći umjetnu inteligenciju i naprednu industrijsku simulaciju.
- CFS je prikupio gotovo 3.000 milijarde dolara, uključujući rundu od 863 milijuna dolara koju su predvodili tehnološki divovi poput Googlea i Nvidije.
- Demonstrator SPARC-a trebao bi započeti s radom 2027. godine i utrti put komercijalnom ARC postrojenju, planiranom za početak 2030-ih.
Američka tvrtka Commonwealth fuzijski sustavi (CFS), jedan od najistaknutijih privatnih igrača u utrci za nuklearnu fuziju, poduzeo je ključni korak prema instalirajte prvi magnet vašeg demonstracijskog reaktora SPARCOva prekretnica je najavljena tijekom CES 2026 u Las Vegasu i učvršćuje tvrtku kao jedan od najnaprednijih projekata spajanja na međunarodnoj sceni.
Projekt ima za cilj pokazati da je moguće dobiti više energije iz fuzijske reakcije nego što se ubrizgava u plazmuNešto što sektor traži već desetljećima. Ako CFS ispuni svoj plan, SPARC će otvoriti vrata svog prvog komercijalnog kata, nazvanog ARC, čiji je cilj opskrbiti mrežu električnom energijom bez emisija do početka 2030-ih.
Magnet sposoban zadržati minijaturno sunce
Instalirana komponenta je prva od 18 toroidnih magneta koji će oblikovati karakterističan dizajn SPARC reaktora u obliku krafne, vrstu 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 magnetskog rezoniranja. Prema suosnivaču i izvršnom direktoru CFS-a, Bob MumgaardTo je vrsta magneta "koji biste, teoretski, mogli koristiti za podizanje nosača zrakoplova", što vam daje ideju o njegovoj snazi.
Da bi se postigao taj intenzitet, magneti se moraju ohladiti na otprilike -253 ºCkako bi mogli sigurno provoditi struje veće od 30 000 ampera bez električnih gubitakaU međuvremenu, unutar toroida, plazma će dosegnuti temperature veće od 100 milijuna Celzijevih stupnjevatoplije od unutrašnjosti Sunca, iako se nalazi u relativno kompaktnom volumenu.
Magneti leže na ogromnom prstenu od nehrđajućeg čelika veličine otprilike 75 tona y 24 stope (otprilike 7,3 metra) u promjeru poznat kao kriostat, instaliran prošlog ožujka u CFS-ovim pogonima u Massachusettsu. Plan tvrtke je da ide Postupno dodavanje preostalih 17 magneta i njihovo postavljanje na svoje mjesto prije kraja ljeta, u procesu montaže koji sama tvrtka opisuje kao „bum, bum, bum“ uzastopnih prekretnica.
Uloga visokotemperaturnih supravodiča
Ključna tehnološka razlika između CFS-a i prethodnih generacija tokamaka je njegova upotreba visokotemperaturni supravodljivi (HTS) magnetiOvi materijali omogućuju prijenos vrlo visokih struja bez gubitaka i podnošenje jačih magnetskih polja unutar manjeg volumena, što omogućuje projektiranje reaktora kompaktniji i potencijalno jeftiniji nego tradicionalni veliki javni projekti.
Dok se postrojenja poput ITER-a u Europi oslanjaju na konvencionalne supravodljive magnete, CFS koristi HTS materijalne trake što olakšava konstrukciju manjih, ali snažnijih zavojnica. Ovo smanjenje veličine je temeljno za uspjeh prvih fuzijskih postrojenja. komercijalno isplativo i nemojte se usredotočiti samo na skupe znanstvene eksperimente.
Tvrtka naglašava da instalacija prvog magneta ne samo da potvrđuje tehnologiju, već i njezin industrijski kapacitet. Prelazak s laboratorijskih prototipova na masovna proizvodnja HTS magneta To predstavlja značajan skok u zrelosti, posebno u odnosu na budući ARC pogon, koji će zahtijevati repliciranje i skaliranje tih komponenti prema industrijskim kriterijima.
Zapravo, CFS već primjenjuje napredne alate digitalnog inženjerstva 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 višu razinu uz pomoć Siemensa i Nvidije.
Digitalni blizanac: spajanje umjetne inteligencije, simulacije i hardvera
Uz fizički napredak u SPARC-u, CFS je najavio strateško savezništvo s Nvidia y Siemens razviti digitalni blizanac reaktora. To je visokovjerna virtualna replika koja će integrirati podatke o dizajnu, klasične fizičke modele i alate iz umjetna inteligencija za reprodukciju ponašanja stroja što je moguće bliže stvarnosti.
U praksi, digitalni blizanac će nam omogućiti izvođenje simulacije, testiranje hipoteza i prilagodbe parametara u virtualnom okruženju prije nego što ih prenesu na stvarni hardver. Ideja je da inženjeri mogu sažeti godine ručnog eksperimentiranja u samo tjedana digitalne optimizacijesmanjenje rizika i ubrzanje vremenskog okvira za spajanje 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 tvrtka generira, katalogizira i obrađuje nacrte i sklopove reaktora, koji se zatim uključuju u tijekove rada simulacije.
Isti podaci se zatim integriraju u platformu Nvidia Omniverse, na temelju standarda OpenUSDspojiti modele dizajna s tradicionalnim fizičkim simulacijama i modelima pokretanim umjetnom inteligencijom. Cilj je imati jedinstveno okruženje u kojem se mogu vršiti usporedbe u stvarnom vremenu. eksperimentalna mjerenja SPARC-a s rezultatima digitalnog blizanca i prilagođavati rad u hodu.
Umjetna inteligencija ubrzava SPARC-ov prelazak na ARC postrojenje
Kako je Mumgaard objasnio, digitalni blizanac i alati za strojno učenje od povremene podrške dizajnu postali su središnja komponenta projekta. Izolirane simulacije koje je CFS do sada koristio transformiraju se u sustav. kontinuirano povezan s fizičkim strojem, koji se razvija sa svakim novim mjerenjem i svakom eksperimentalnom kampanjom.
Tvrtka također Surađuje s Google DeepMindom i drugim AI platformama kako bi optimizirao sve, od upravljanja plazmom do dizajna materijala i komponenti. podvrgnut ekstremnim uvjetima. U ovom pristupu, DeepMind djeluje kao svojevrsni inteligentni kopilot, a digitalni blizanac kojeg podržava Omniverse predstavlja taj "virtualni zrakoplov" na kojem se manevri testiraju prije nego što se izvrše u stvarnom zrakoplovu.
Ovaj pristup odgovara širem trendu u sektoru spajanja i, općenito, u složenim industrijama: koristite umjetnu inteligenciju i simulaciju za drastično skratite cikluse dizajna i testiranjaIzvješće iz 2024. koje pregledava stanje na tom području napominje da ovi alati mogu smanjiti tradicionalni proces „desetljeća izgradnje strojeva i testiranja ideja“ na puno upravljivije vremenske rokove.
U industrijskom sektoru, Siemens ističe kombinaciju stvarnih proizvodnih podataka, umjetne inteligencije i digitalnih tijekova rada od početka do kraja. To eliminira velik dio intuicije i pokušaja i pogrešaka. tipično za vrlo složene projekteZa CFS, to bi se moglo prevesti u kraći put od prototipa SPARC-a do komercijalnog rada postrojenja ARC.
Financiranje, ugovori o kupnji energije i globalna utrka
Sav ovaj tehnološki razvoj zahtijeva znatna ulaganja. Od svog osnutka 2018. godine MIT-ova spin-offCommonwealth Fusion Systems je podigao gotovo 3.000 milijarde dolaraSamo u svojoj najnovijoj rundi serije B2, tvrtka je prikupila otprilike 863 milijardi, uz sudjelovanje tehnoloških divova kao što su Nvidia, Google, sredstva povezana s Bill Gates i deseci drugih institucionalnih investitora.
Tvrtka je također potpisala neke od veći ugovori o kupnji fuzijske energije do sada objavljeno. Među njima je i ugovor s Googleom o preuzimanju 200 megavata iz budućih CFS postrojenja, kao i sporazum cijenjen oko 1.000 milijarde dolara s talijanskom energetskom tvrtkom Eni, jedna od najaktivnijih europskih skupina u praćenju tih tehnologija.
Ove dugoročne obveze ukazuju na rastući interes velikih potrošača električne energije, posebno podatkovne centre i tvrtke povezane s umjetnom inteligencijomTe zemlje traže stabilne izvore električne energije bez emisija kako bi potaknule svoju ekspanziju. U Europi se izgledi za dostupnost zrelih fuzijskih elektrana od 2030-ih nadalje smatraju potencijalnim dodatkom širenju obnovljivih izvora energije i mreža za međusobno povezivanje.
Istovremeno, CFS se natječe s drugim privatnim i javnim projektima u Sjedinjenim Državama, Ujedinjenom Kraljevstvu i drugim regijama. Startupovi poput 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 temeljene na Nvidia tehnologiji.
Unatoč ovoj konkurenciji, CFS se pozicionirao kao jedan od ključnih igrača bolje financiran i s jasnije definiranim vremenskim okvirom prema komercijalnom postrojenju. Njegova predanost kompaktnom tokamaku s HTS magnetima i snažnim digitalnim slojem stavlja projekt na relevantno mjesto unutar globalnog fuzijskog ekosustava, s jasnim implikacijama za opskrbu električnom energijom i u Sjedinjenim Državama i, srednjoročno, u Europi.
Ako su prognoze tvrtke točne, SPARC bi mogao početi proizvoditi plazmu i pokazati neto energetski dobitak prema 2027, otvarajući put za biljku LUK, izvorno 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 europski elektroenergetski sustav koji je sve zahtjevniji u pogledu dekarbonizacije i stabilnosti.
Ja sam tehnološki entuzijast koji je svoje "geek" interese pretvorio u profesiju. Proveo sam više od 10 godina svog života koristeći vrhunsku tehnologiju i petljajući sa svim vrstama programa iz čiste znatiželje. Sada sam se specijalizirao za računalne tehnologije i video igre. To je zato što sam više od 5 godina pisao za razne web stranice o tehnologiji i videoigrama, stvarajući članke koji vam nastoje dati informacije koje su vam potrebne na jeziku koji je svima razumljiv.
Ako imate bilo kakvih pitanja, moje znanje seže od svega vezanog uz Windows operativni sustav kao i Android za mobitele. I moja je posvećenost vama, uvijek sam spreman odvojiti nekoliko minuta i pomoći vam riješiti sva pitanja koja imate u ovom internetskom svijetu.