Commonwealth Fusion Systems完成首个反应堆磁体安装

Commonwealth Fusion Systems（CFS）在2026年国际消费电子展上宣布，已完成其Sparc聚变反应堆首个磁体的安装工作。这是该公司计划明年启动的示范装置的重要里程碑。

突破性磁体技术推动聚变进展

这个磁体是18个磁体中的第一个，当反应堆完工后，这些磁体将形成甜甜圈状结构，产生强大磁场来约束和压缩超高温等离子体。如果一切顺利，该等离子体释放的能量将超过加热和压缩所需的能量。

经过数十年的承诺和延期，聚变发电似乎即将成为现实。CFS与其竞争对手正在激烈竞争，争取在2030年代初将首批电力输送到电网。如果成功，聚变发电可以提供几乎无限的清洁能源，其规模与传统发电厂相当。

CFS联合创始人兼首席执行官鲍勃·穆姆加德表示，Sparc磁体的关键组件已经完成，公司预计在夏末前安装完所有18个磁体。"在今年上半年，我们将快速推进这项革命性技术的组装工作。"

每个磁体重24吨，可产生20特斯拉的磁场。安装后，这些D型磁体将竖直放置在一个直径24英尺、重75吨的不锈钢圆环（低温恒温器）上，该圆环已于去年3月安装到位。磁体本身约重24吨，可产生20特斯拉的磁场，比典型核磁共振成像设备强约13倍。穆姆加德说："这种磁体的强度足以举起一艘航空母舰。"

为了达到这种强度，磁体将被冷却至零下253摄氏度，以便安全传导超过3万安培的电流。在甜甜圈内部，等离子体的燃烧温度将超过1亿摄氏度。

数字孪生技术加速开发进程

为了在Sparc启动前尽可能解决各种问题，CFS周二宣布正与英伟达和西门子合作开发反应堆的数字孪生。西门子提供设计和制造软件，帮助公司收集数据并输入英伟达的Omniverse库。

这并非CFS的首次仿真尝试——该公司已经运行了大量仿真来预测反应堆各部分的性能——但现有工作提供的是孤立的结果。穆姆加德表示，通过数字孪生，"这些不再是仅用于设计的孤立仿真。它们将在整个过程中与物理装置并行运行，我们将不断进行比较。"

CFS希望能够在数字孪生中运行实验或调整参数，然后再应用到Sparc本身。"它将并行运行，让我们能更快地从机器中学习，"他说。

建造Sparc是一项成本高昂的工程。CFS迄今已筹集近30亿美元资金，包括去年8月的8.63亿美元B2轮融资，投资方包括英伟达、谷歌和其他近30家投资者。该公司首个商业规模发电厂Arc将是同类产品中的首个，CFS估计可能还需要数十亿美元投资。

穆姆加德希望数字孪生和AI技术能帮助公司更快将聚变发电输送到电网。"随着机器学习工具的改进和表征的更加精确，我们可以看到进展会更快，这很好，因为我们迫切需要将聚变发电接入电网。"

Q&A

Q1：Commonwealth Fusion Systems的Sparc聚变反应堆有什么特点？

A：Sparc聚变反应堆配备18个D型磁体，每个重24吨，可产生20特斯拉的磁场，比典型核磁共振设备强13倍。磁体被冷却至零下253摄氏度来传导超过3万安培电流，内部等离子体燃烧温度超过1亿摄氏度。

Q2：CFS为什么要与英伟达和西门子合作开发数字孪生技术？

A：数字孪生技术可以让CFS在启动物理反应堆前进行实验和参数调整，解决潜在问题。与以往孤立的仿真不同，数字孪生将与物理装置并行运行，通过不断比较来加速学习和优化过程。

Q3：聚变发电什么时候能实现商业化？

A：CFS计划明年启动Sparc示范装置，与竞争对手争取在2030年代初将首批聚变电力输送到电网。如果成功，聚变发电可以提供几乎无限的清洁能源，规模与传统发电厂相当。