- Podjetje Commonwealth Fusion Systems je namestilo prvi magnet za svoj fuzijski reaktor SPARC, prvega od skupno 18 visokotemperaturnih superprevodnikov.
- Podjetje sodeluje z Nvidio in Siemensom pri ustvarjanju digitalnega dvojnika reaktorja z uporabo umetne inteligence in napredne industrijske simulacije.
- CFS je zbral skoraj 3.000 milijarde dolarjev, vključno z 863 milijoni dolarjev vrednim krogom financiranja, ki so ga vodili tehnološki velikani, kot sta Google in Nvidia.
- Demonstrator SPARC naj bi začel delovati leta 2027 in utrl pot komercialnemu obratu ARC, ki je načrtovan za začetek tridesetih let 2030. stoletja.
Ameriško podjetje Sistemi za fuzijo Commonwealtha (CFS), eden najpomembnejših zasebnih akterjev v tekmi za jedrsko fuzijo, je naredil ključni korak k namestite prvi magnet vašega demonstracijskega reaktorja SPARCTa mejnik je bil oznanjen med CES 2026 v Las Vegasu in utrjuje podjetje kot enega najnaprednejših združitvenih projektov na mednarodnem prizorišču.
Namen projekta je pokazati, da je mogoče doseči več energije iz fuzijske reakcije, kot je je vbrizgamo v plazmoNekaj, kar si sektor prizadeva že desetletja. Če CFS izpolni svoj načrt, SPARC bo odprl vrata svojega prvega poslovnega nadstropja z imenom ARC, katerega cilj je dobava električne energije brez emisij v omrežje do začetka tridesetih let 2030. stoletja.
Magnet, ki lahko omeji miniaturno sonce
Nameščena komponenta je prva od 18 toroidnih magnetov ki bo oblikovala značilno obliko krofa za reaktor SPARC, vrsto naprave, znane kot tokamakTi magneti v obliki črke D bodo ustvarili izjemno intenzivno magnetno polje, ki bo omejiti in stisniti pregreto plazmo, mešanica nabitih delcev, kjer pride do zlitja.
Vsak od teh visokotemperaturnih superprevodnih magnetov Tehta približno 24 ton in je sposoben ustvariti polje do 20 teslasovpribližno 13-krat močnejši od tipičnega bolnišničnega MRI. Po besedah soustanovitelja in izvršnega direktorja CFS, Bob MumgaardGre za vrsto magneta, "ki bi ga teoretično lahko uporabili za dvigovanje letalonosilke", kar vam da predstavo o njegovi moči.
Da bi dosegli to intenzivnost, je treba magnete ohladiti na približno -253 °Cda lahko za varno prevajanje tokov, ki presegajo 30.000 amperov, brez električnih izgubMedtem bo plazma znotraj toroida dosegla temperature, ki presegajo 100 milijonov stopinj Celzijabolj vroča kot notranjost Sonca, čeprav je v relativno kompaktni prostornini.
Magneti ležijo na ogromnem obroču iz nerjavečega jekla velikosti približno 75 ton y 24 čevljev (približno 7,3 metra) v premeru, znan kot kriostat, nameščen marca lani v obratih CFS v Massachusettsu. Načrt podjetja je, da gre Postopno dodajanje preostalih 17 magnetov in njihova namestitev pred koncem poletja, v procesu sestavljanja, ki ga podjetje samo opisuje kot »pok, pok, pok« zaporednih mejnikov.
Vloga visokotemperaturnih superprevodnikov
Ključna tehnološka razlika med CFS in prejšnjimi generacijami tokamakov je uporaba visokotemperaturni superprevodni (HTS) magnetiTi materiali omogočajo prenos zelo visokih tokov brez izgub in prenašanje močnejših magnetnih polj v manjšem volumnu, kar omogoča načrtovanje reaktorja bolj kompakten in potencialno cenejši kot tradicionalni veliki javni projekti.
Medtem ko se objekti, kot je ITER v Evropi, zanašajo na običajne superprevodne magnete, CFS uporablja Trakovi iz HTS materiala kar omogoča izdelavo manjših, a močnejših tuljav. To zmanjšanje velikosti je bistveno za uspeh prvih fuzijskih elektrarn. komercialno upravičeno in se ne osredotočajte le na drage znanstvene poskuse.
Podjetje poudarja, da namestitev prvega magneta ne potrjuje le tehnologije, temveč tudi njeno industrijsko zmogljivost. Prehod od laboratorijskih prototipov k množična proizvodnja HTS magnetov To predstavlja pomemben preskok v zrelosti, zlasti v povezavi s prihodnjim obratom ARC, ki bo zahteval replikacijo in skaliranje teh komponent v skladu z industrijskimi merili.
Pravzaprav CFS že uporablja napredna orodja za digitalno inženirstvo v svojih tovarna magnetov v Devensu (Massachusetts)kjer optimizira proizvodne in montažne procese z industrijsko programsko opremo in analizo podatkov. Prav ta pristop želi zdaj s pomočjo Siemensa in Nvidie dvigniti na višjo raven.
Digitalni dvojček: združitev umetne inteligence, simulacije in strojne opreme
Poleg fizičnega napredka v SPARC-u je CFS napovedal strateško zavezništvo z Nvidia y Siemens razviti digitalni dvojček reaktorja. Gre za visokokakovostno virtualno repliko, ki bo združevala podatke o zasnovi, klasične fizikalne modele in orodja iz umetna inteligenca za reprodukcijo vedenja stroja čim bolj podobno realnosti.
V praksi nam bo digitalni dvojček omogočil izvajanje simulacije, testiranje hipotez in prilagoditve parametrov v virtualnem okolju, preden jih prenesejo na pravo strojno opremo. Ideja je, da lahko inženirji leta ročnega eksperimentiranja stisnejo v samo tedni digitalne optimizacijezmanjšanje tveganj in pospešitev časovnega okvira za priključitev združitve na električno omrežje.
Za inženirski del in upravljanje podatkov bo CFS uporabljal paket Siemensov Xceleratorki vključuje orodja, kot so NX za napredno oblikovanje in Teamcenter za upravljanje življenjskega cikla izdelkov (PLM). S temi rešitvami podjetje ustvarja, katalogizira in obdeluje zasnove in sklope reaktorjev, ki se nato vključijo v simulacijske delovne procese.
Isti podatki se nato integrirajo v platformo Nvidia Omniverse, na podlagi standarda OpenUSDzdružiti modele načrtovanja s tradicionalnimi fizikalnimi simulacijami in modeli, ki jih poganja umetna inteligenca. Cilj je imeti enotno okolje, kjer je mogoče izvajati primerjave v realnem času. eksperimentalne meritve SPARC z rezultati digitalnega dvojčka in sproti prilagajati delovanje.
Umetna inteligenca bo pospešila prehod SPARC-a na tovarno ARC
Kot je pojasnil Mumgaard, sta digitalni dvojček in orodja za strojno učenje iz občasne podpore zasnovi postala osrednja komponenta projekta. Izolirane simulacije, ki jih je CFS do sedaj uporabljal, se preoblikujejo v sistem. nenehno povezan s fizičnim strojem, ki se razvija z vsako novo meritvijo in vsako eksperimentalno kampanjo.
Podjetje tudi Sodeluje z Google DeepMind in drugimi platformami umetne inteligence za optimizacijo vsega, od nadzora plazme do zasnove materialov in komponent. izpostavljeni ekstremnim pogojem. Pri tem pristopu DeepMind deluje kot nekakšen inteligentni kopilot, digitalni dvojček, ki ga podpira Omniverse, pa predstavlja tisto "virtualno letalo", na katerem se manevri preizkušajo, preden se izvedejo v pravem letalu.
Ta pristop se ujema s širšim trendom v sektorju združitev in, bolj splošno, v kompleksnih panogah: uporabite umetno inteligenco in simulacijo za drastično skrajša cikle načrtovanja in testiranjaV poročilu iz leta 2024, ki je pregledalo stanje na tem področju, je bilo ugotovljeno, da lahko ta orodja tradicionalni proces »desetletij gradnje strojev in testiranja idej« skrajšajo na veliko bolj obvladljive časovne okvire.
V industrijskem sektorju Siemens poudarja kombinacijo dejanskih proizvodnih podatkov, umetne inteligence in celovitih digitalnih delovnih procesov. Odpravlja veliko intuicije ter poskusov in napak. tipično za zelo kompleksne projekteZa CFS bi to lahko pomenilo krajšo pot od prototipa SPARC do komercialnega delovanja elektrarne ARC.
Financiranje, sporazumi o nakupu električne energije in globalna tekma
Ves ta tehnološki razvoj zahteva precejšnje naložbe. Od svoje ustanovitve leta 2018 kot Odcepitev MIT-aCommonwealth Fusion Systems je zbral skoraj 3.000 milijonov dolarjevSamo v svojem zadnjem krogu serije B2 je podjetje zbralo približno 863 milijarde, s sodelovanjem tehnoloških velikanov, kot so Nvidia, Google, sredstva, povezana z Bill Gates in desetine drugih institucionalnih vlagateljev.
Podjetje je podpisalo tudi nekatere večji sporazumi o nakupu fuzijske energije doslej objavljenih. Med njimi je pogodba z Googlom za prevzem 200 megavatov iz prihodnjih elektrarn CFS, pa tudi sporazum, vrednoten okoli 1.000 milijonov dolarjev z italijanskim energetskim podjetjem Eni, ena najaktivnejših evropskih skupin pri spremljanju teh tehnologij.
Te dolgoročne zaveze kažejo na vse večje zanimanje velikih odjemalcev električne energije, zlasti podatkovni centri in podjetja, povezana z umetno inteligencoTe države iščejo stabilne vire električne energije brez emisij, ki bi poganjali njihovo širitev. V Evropi se možnost, da bodo od leta 2030 naprej na voljo zrele fuzijske elektrarne, vidi kot potencialno dopolnilo k širitvi obnovljivih virov energije in omrežij medsebojnih povezav.
Hkrati CFS konkurira drugim zasebnim in javnim projektom v Združenih državah Amerike, Združenem kraljestvu in drugih regijah. Zagonska podjetja, kot so Helion ali Britanci Energija tokamaka, pa tudi pobude, povezane z velikimi industrijskimi skupinami, razvijajo lastne koncepte reaktorjev in v mnogih primerih vključujejo tudi digitalne dvojčke, ki temeljijo na tehnologiji Nvidia.
Kljub tej konkurenci se je CFS pozicioniral kot eden ključnih akterjev bolje financiran in z bolj določenim časovnim okvirom h komercialni elektrarni. Zavezanost kompaktnemu tokamaku z magneti HTS in močno digitalno plastjo postavlja projekt na pomembno mesto v globalnem fuzijskem ekosistemu, kar ima jasne posledice za oskrbo z električno energijo tako v Združenih državah Amerike kot srednjeročno tudi v Evropi.
Če so napovedi podjetja pravilne, bi SPARC lahko začel proizvajati plazmo in pokazal neto energijski dobiček v primerjavi z ... 2027, ki utira pot rastlini ARC, prvotno načrtovan v Virginiji in namenjen prispevanju v vrstnem redu 400 megavatov v omrežje v zgodnjih tridesetih letih 2030. stoletja. Scenarij, v katerem združitev ne bi bila več "vedno nekaj, kar se dogaja 30 let v prihodnosti" in bi postala oprijemljiva možnost energetske mešanice, kar je še posebej privlačno za evropski elektroenergetski sistem, ki je vse bolj zahteven glede razogljičenja in stabilnosti.
Sem tehnološki navdušenec, ki je svoja "geek" zanimanja spremenil v poklic. Več kot 10 let svojega življenja sem porabil za uporabo vrhunske tehnologije in premleval najrazličnejše programe iz čiste radovednosti. Zdaj sem se specializiral za računalniško tehnologijo in video igre. To je zato, ker že več kot 5 let pišem za različna spletna mesta o tehnologiji in video igrah ter ustvarjam članke, ki vam želijo dati informacije, ki jih potrebujete, v jeziku, ki je razumljiv vsem.
Če imate kakršna koli vprašanja, moje znanje sega od vsega v zvezi z operacijskim sistemom Windows kot tudi Androidom za mobilne telefone. In moja zaveza je vam, vedno sem pripravljen porabiti nekaj minut in vam pomagati razrešiti kakršna koli vprašanja, ki jih morda imate v tem internetnem svetu.