Commonwealth Fusion Systems, SPARC'ın ilk mıknatısını kurarak ticari füzyona doğru giden yarışı hızlandırdı.

Amerikan şirketi Commonwealth Füzyon Sistemleri Nükleer füzyon yarışında önde gelen özel sektör oyuncularından biri olan (CFS), önemli bir adım attı. Gösteri reaktörünüzün ilk mıknatısını takın. SPARCBu dönüm noktası şu sırada duyuruldu: CES 2026 Las Vegas'ta gerçekleşen bu birleşme, şirketi uluslararası alanda en gelişmiş birleşme projelerinden biri olarak konumlandırıyor.

Projenin amacı, elde etmenin mümkün olduğunu göstermektir. Füzyon reaksiyonundan elde edilen enerji, plazmaya enjekte edilen enerjiden daha fazladır.Sektörün on yıllardır peşinde olduğu bir şey. Eğer CFS yol haritasını gerçekleştirirse, SPARC, ARC adını verdiği ilk ticari katının kapılarını açacak.amacı 2030'ların başlarında şebekeye emisyonsuz elektrik sağlamak.

Mini bir güneşi hapsedebilen bir mıknatıs

Kurulan bileşen, bunlardan ilkidir. 18 toroidal alan mıknatısı Bu da SPARC reaktörünün karakteristik halka şeklindeki tasarımını oluşturacak; bu cihaz türü şu şekilde bilinir: tokamakBu D şeklinde mıknatıslar son derece yoğun bir manyetik alan üretecektir. aşırı ısınmış plazmayı sınırlamak ve sıkıştırmakFüzyonun gerçekleştiği yüklü parçacıkların karışımı.

Bu yüksek sıcaklık süperiletken mıknatısların her biri Ağırlığı yaklaşık 24 ton. ve 20 teslaya kadar bir alan üretebilme kapasitesine sahiptir.Tipik bir hastane MR'ına göre yaklaşık 13 kat daha güçlü. CFS'nin kurucu ortağı ve CEO'suna göre, Bob MumgaardBu, "teorik olarak bir uçak gemisini kaldırmak için kullanabileceğiniz" türden bir mıknatıs; bu da size gücü hakkında bir fikir veriyor.

Bu yoğunluğa ulaşmak için mıknatısların yaklaşık olarak soğutulması gerekir. -253 ºCböylece onlar Elektrik kayıpları olmadan 30.000 amperin üzerindeki akımları güvenli bir şekilde iletmekBu sırada, toroidin içinde plazma, sıcaklığın üzerinde değerlere ulaşacaktır. 100 milyon derece CelsiusNispeten küçük bir hacimde bulunmasına rağmen, Güneş'in iç kısmından daha sıcak.

Mıknatıslar, yaklaşık olarak büyük bir paslanmaz çelik halka üzerinde durmaktadır. 75 ton y Çapı 24 fit (yaklaşık 7,3 metre) olan, kriyostatGeçtiğimiz Mart ayında Massachusetts'teki CFS tesislerine kurulan sistemin ardından, şirketin planı şu şekilde devam etmek: Geri kalan 17 mıknatısı kademeli olarak ekleyip hepsini yerlerine yerleştirin. yaz sonundan önceŞirketin kendisinin de "ardışık kilometre taşlarının patlama, patlama, patlama" şeklinde tanımladığı bir montaj sürecinde.

Yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin rolü

CFS ile önceki nesil tokamaklar arasındaki temel teknolojik fark, kullandığı yöntemdir. yüksek sıcaklık süperiletken (HTS) mıknatıslarBu malzemeler, çok yüksek akımların kayıpsız taşınmasına ve daha küçük bir hacim içinde daha güçlü manyetik alanlara dayanılmasına olanak tanıyarak bir reaktör tasarlamayı mümkün kılıyor. daha kompakt ve potansiyel olarak daha ucuz geleneksel büyük kamu projelerinden daha fazla.

Avrupa'daki ITER gibi tesisler geleneksel süper iletken mıknatıslara güvenirken, CFS farklı bir yöntem kullanıyor. HTS malzeme bantları Bu da daha küçük ama daha güçlü bobinlerin yapımını kolaylaştırır. Bu boyut küçültme, ilk füzyon santrallerinin başarılı olması için temel bir öneme sahiptir. ticari olarak uygulanabilir Ve sadece yüksek maliyetli bilimsel deneylere odaklanmayın.

Şirket, ilk mıknatısın kurulumunun yalnızca teknolojiyi değil, aynı zamanda endüstriyel kapasitesini de doğruladığını vurguluyor. Laboratuvar prototiplerinden endüstriyel üretime geçiş HTS mıknatıslarının seri üretimi Bu, özellikle endüstriyel kriterlere göre bu bileşenlerin çoğaltılmasını ve ölçeklendirilmesini gerektirecek olan gelecekteki ARC tesisiyle ilgili olarak, olgunlukta önemli bir sıçramayı temsil etmektedir.

Aslında CFS, halihazırda gelişmiş dijital mühendislik araçlarını kullanmaktadır. Devens'te (Massachusetts) bulunan mıknatıs fabrikasıEndüstriyel yazılım ve veri analizi kullanarak üretim ve montaj süreçlerini optimize eden bu yaklaşım, Siemens ve Nvidia'nın yardımıyla bir üst seviyeye taşınmayı hedefliyor.

Dijital ikiz: Yapay zekâ, simülasyon ve donanımın birleşimi

SPARC'taki fiziksel ilerlemeye ek olarak, CFS stratejik bir ittifak kurduğunu duyurdu. Nvidia y Siemens geliştirmek için dijital ikiz Reaktörün yüksek doğrulukta sanal bir kopyasıdır. Tasarım verilerini, klasik fiziksel modelleri ve araçları entegre edecektir. Yapay zekâ, makinenin davranışını gerçeğe mümkün olduğunca yakın bir şekilde yeniden üretmek için kullanılır..

Pratikte, dijital ikiz bize şu işlemleri gerçekleştirme olanağı sağlayacak: simülasyonlar, hipotez testleri ve parametre ayarlamaları Mühendisler, yıllarca sürecek manuel deneyleri sanal ortamda gerçekleştirdikten sonra gerçek donanıma aktarabilirler. Amaç, bu sayede mühendisler yıllarca sürecek manuel deneyleri sadece birkaç saniye içinde tamamlayabilirler. haftalar süren dijital optimizasyonRiskleri azaltmak ve birleşmenin elektrik şebekesine bağlanmasına yönelik süreci hızlandırmak.

Mühendislik ve veri yönetimi kısmı için CFS, bu paketi kullanacaktır. Siemens XceleratorBu, aşağıdakiler gibi araçları içerir: NX gelişmiş tasarım için ve Takım Merkezi Ürün yaşam döngüsü yönetimi (PLM) için. Bu çözümlerle şirket, reaktör tasarımlarını ve montajlarını oluşturur, kataloglar ve işler; bunlar daha sonra simülasyon iş akışlarına entegre edilir.

Aynı veriler daha sonra platforma entegre edilir. Nvidia Omniversestandarda göre OpenUSDTasarım modellerini geleneksel fiziksel simülasyonlar ve yapay zeka destekli modellerle birleştirmek. Amaç, gerçek zamanlı karşılaştırmaların yapılabileceği birleşik bir ortam oluşturmaktır. SPARC'ın deneysel ölçümleri Dijital ikiz modelinin sonuçlarından yararlanarak operasyonu anında ayarlayın.

Yapay zekâ, SPARC'ın ARC tesisine geçişini hızlandıracak.

Mumgaard'ın açıkladığı gibi, dijital ikiz ve makine öğrenimi araçları, tasarım için ara sıra kullanılan destek olmaktan çıkıp projenin merkezi bir bileşeni haline geldi. CFS'nin şimdiye kadar kullandığı izole simülasyonlar bir sisteme dönüştürülüyor. fiziksel makineye sürekli bağlıBu durum, her yeni ölçüm ve her deneysel çalışma ile birlikte gelişir.

Şirket ayrıca Plazma kontrolünden malzeme ve bileşen tasarımına kadar her şeyi optimize etmek için Google DeepMind ve diğer yapay zeka platformlarıyla iş birliği yapıyor. Aşırı koşullara maruz bırakıldığında, DeepMind bir tür akıllı yardımcı pilot görevi görür ve Omniverse tarafından desteklenen dijital ikiz, gerçek uçakta gerçekleştirilmeden önce manevraların test edildiği "sanal uçak"ı temsil eder.

Bu yaklaşım, birleşme ve devralmalar sektöründeki ve daha genel olarak karmaşık sektörlerdeki daha geniş bir eğilimle uyumludur: Yapay zeka ve simülasyonu kullanmak tasarım ve test döngülerini önemli ölçüde kısaltırAlanın mevcut durumunu inceleyen 2024 tarihli bir raporda, bu araçların geleneksel "on yıllarca süren makine yapımı ve fikir test etme" sürecini çok daha yönetilebilir zaman dilimlerine indirebileceği belirtildi.

Siemens, endüstriyel sektörde gerçek üretim verileri, yapay zeka ve uçtan uca dijital iş akışlarının birleşimini vurguluyor. Sezgisel yaklaşımın ve deneme yanılma yönteminin büyük bir kısmını ortadan kaldırıyor. son derece karmaşık projelerin tipik özelliğiCFS için bu, SPARC prototipinden ARC santralinin ticari işletmeye alınmasına kadar geçen sürenin kısalması anlamına gelebilir.

Finansman, enerji satın alma anlaşmaları ve küresel yarış

Tüm bu teknolojik gelişmeler önemli yatırımlar gerektiriyor. 2018'deki kuruluşundan bu yana MIT'nin yan kuruluşuCommonwealth Fusion Systems yaklaşık olarak şu kadar yatırım aldı. 3.000 milyar dolarŞirket, en son gerçekleştirdiği B2 Serisi yatırım turunda yaklaşık olarak şu kadar fon topladı. 863 milyarTeknoloji devlerinin katılımıyla, Nvidia, Googlefonlarla bağlantılı Bill Gates ve diğer onlarca kurumsal yatırımcı.

Şirket ayrıca bazı sözleşmeleri de imzaladı. daha büyük füzyon enerjisi satın alma anlaşmaları Bugüne kadar açıklananlar arasında Google ile yapılan bir satın alma sözleşmesi de bulunuyor. 200 megavat gelecekteki CFS tesislerinden elde edilecek gelirlerin yanı sıra, yaklaşık olarak şu değerde bir anlaşma da söz konusu: 1.000 milyar dolar İtalyan enerji şirketiyle EniBu teknolojilerin izlenmesinde Avrupa'nın en aktif gruplarından biri.

Bu uzun vadeli taahhütler, özellikle büyük elektrik tüketicilerinden gelen artan bir ilgiye işaret ediyor. veri merkezleri ve yapay zeka ile ilgili şirketlerBu ülkeler, genişlemelerini desteklemek için istikrarlı, emisyonsuz elektrik kaynakları arıyorlar. Avrupa'da, 2030'lardan itibaren olgunlaşmış füzyon santrallerinin kullanıma sunulması olasılığı, yenilenebilir enerjinin ve ara bağlantı ağlarının genişlemesine potansiyel bir tamamlayıcı olarak görülüyor.

Aynı zamanda CFS, Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve diğer bölgelerdeki diğer özel ve kamu projeleriyle rekabet etmektedir. Örneğin, şu gibi girişimler: Helion veya İngilizler Tokamak EnerjisiBüyük sanayi gruplarıyla bağlantılı girişimlerin yanı sıra, kendi reaktör konseptlerini geliştiriyorlar ve birçok durumda Nvidia teknolojisine dayalı dijital ikizleri de bünyelerine katıyorlar.

Bu rekabete rağmen, CFS kendisini kilit oyunculardan biri olarak konumlandırdı. daha iyi finanse edilmiş ve daha belirgin bir zaman çizelgesine sahip Ticari bir tesise doğru ilerliyor. Yüksek sıcaklık süper iletken mıknatıslara ve güçlü bir dijital katmana sahip kompakt bir tokamak'a olan bağlılığı, projeyi küresel füzyon ekosisteminde önemli bir konuma yerleştiriyor ve hem Amerika Birleşik Devletleri'nde hem de orta vadede Avrupa'da elektrik arzı için açık sonuçlar doğuruyor.

Şirketin tahminleri doğruysa, SPARC plazma üretimine başlayabilir ve net bir enerji kazancı gösterebilir. 2027Bu da tesisin önünü açıyor. ARCBaşlangıçta Virginia'da planlanan ve sırasıyla şu şekilde katkıda bulunmayı amaçlayan proje: 400 megavat 2030'ların başlarında ağa dahil olma. Birleşmenin "her zaman 30 yıl sonra gerçekleşecek bir şey" olmaktan çıkıp, 2030'ların başlarında ağa entegre olacağı bir senaryo. enerji karışımının somut seçeneğiÖzellikle karbonsuzlaştırma ve istikrar açısından giderek daha fazla talepkar hale gelen Avrupa elektrik sistemi için oldukça cazip.

İlgili makale:

Femtosaniye UV-C lazer darbeleri: ultra hızlı fotoniğin yeni temeli

Alberto Navarro

Ben "inek" merakını mesleğe dönüştürmüş bir teknoloji tutkunuyum. Hayatımın 10 yıldan fazlasını en son teknolojiyi kullanarak ve sırf merakımdan dolayı her türlü programı kurcalayarak geçirdim. Artık bilgisayar teknolojisi ve video oyunları konusunda uzmanlaştım. Bunun nedeni, 5 yılı aşkın bir süredir teknoloji ve video oyunlarıyla ilgili çeşitli web sitelerinde yazılar yazıyor olmam ve ihtiyacınız olan bilgileri herkesin anlayabileceği bir dilde size vermeye çalışan makaleler oluşturmamdır.

Sorularınız varsa bilgim Windows işletim sistemi ve cep telefonları için Android ile ilgili her şeyi kapsar. Ve size olan bağlılığımdır, her zaman birkaç dakikamı ayırmaya ve bu internet dünyasında aklınıza gelebilecek her türlü soruyu çözmenize yardımcı olmaya hazırım.