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英伟达、西门子和CFS联手开发聚变技术!

2026-01-08 14:45     来源:CFS     核聚变 美国核技术
1月6日,美国明星初创聚变企业 CFS 表示,将与人工智能计算领域的领导者英伟达(NVIDIA) 以及能源技术集团西门子(Siemens) 合作开发 SPARC 聚变装置的数字孪生体。

在美国内华达州拉斯维加斯 CES 国际消费电子展,英伟达首席执行官 Jensen Huang(黄仁勋)、CFS 首席执行官 Bob Mumgaard(鲍勃·穆姆加德) 与西门子首席执行官 Roland Busch(罗兰·布施) 同台出席,表示这场跨界合作将通过应用人工智能(AI)以及高级数据与项目管理工具,加速聚变能源商业化。

西门子提供的Xcelerator工业软件组合,包含用于高级工程设计的NX软件及全生命周期管理工具Teamcenter。CFS 将使用这些工具来创建、归档并处理装置的设计与装配信息,用于建模与仿真工作流。

同时 CFS 将基于英伟达Omniverse库与OpenUSD平台,整合多源数据与经典物理模型(含AI增强模型),构建SPARC高精度数字孪生体。该虚拟系统支持模拟运行、假设验证,并可快速对比实验数据与模拟结果。

一、把数年压缩到数周

CFS 联合创始人 Mumgaard 表示:借助英伟达与西门子开发的数字基础设施,CFS 能够把原本需要数年的人工实验压缩为数周内完成的虚拟优化。通过此次合作,我们将展示人工智能和集成数字工程如何加速聚变能源从设计到并网发电的进程。这将使我们能够改变聚变装置的建造和运行方式,在这场商业聚变竞赛中领先一步。

CFS 开发的 D 形磁体安装后,将竖直放置在一个直径 24 英尺、重 75 吨 的不锈钢圆形结构上,该结构称为低温恒温器(cryostat)。这些磁体每个重约 24 吨。可产生 20 特斯拉的磁场强度,约为典型 MRI(磁共振成像)设备的 13 倍。

英伟达 Omniverse 与仿真技术副总裁 Rev Lebaredian(雷夫·勒巴雷迪安) 表示:实现商业聚变需要我们模拟并解决极其复杂的物理问题。通过使用西门子 NX 软件与英伟达 Omniverse 库创建的SPARC高保真数字孪生体,CFS将能够加快其工程进度,并缩短实现清洁能源的时间表。

CFS 还在使用西门子的数字化工具,以提高其位于马萨诸塞州Devens的磁体工厂制造流程和运营的效率。西门子数字化工业软件美洲区总裁兼董事总经理Del Costy表示:通过将西门子Xcelerator与英伟达AI可视化库连接起来,我们证明了端到端的数字化工作流程不仅是高效的,更是变革性的。聚变是复杂的,但数据不会说谎。当你汇总真实的制造智能、应用人工智能并运行数千个场景时,你就能够消除猜测并加速创新。这就是工业工程的未来。

二、SPARC 工程进展

CFS 在发给《POWER》的电子邮件中,出人意料地披露了一项重要的制造与建设里程碑:SPARC 已安装首个磁体。公司称,这是该装置所需 18 个 D 形环向场磁体(toroidal field,TF) 中的第一个。

高温超导(HTS) 磁体技术能够在无损耗情况下承载高电流,并能更好地承受托卡马克内部的强磁场。更为关键的是,HTS 使公司能够制造出相比上一代超导体更小、更强的磁体,从而使得托卡马克更紧凑,聚变发电在商业上更具可行性、成本也更可承受。

首个磁体的安装意义重大,公司经历了从构想到原型,再到初期制造与全面量产的演进。Mumgaard 表示,CFS 预计将在今年夏末之前完成全部 18 个磁体的安装。

三、科技巨头押注聚变能源未来

2025年6月30日,谷歌宣布将购买CFS首座商业聚变电厂ARC的一半发电量(200兆瓦),该电厂预计于2030年代初投运。CFS 成立于 2018 年,由麻省理工学院分拆出来,已筹集近30亿美元资金。在其最新一轮融资中,该公司筹集了8.63亿美元,英伟达的风险投资部门NVentures也提供了支持。

聚变能源正获得越来越多支持者,其中包括巨头科技公司——它们将聚变视为高耗能数据中心供电的解决路径。谷歌还支持了加州公司 TAE Technologies,该公司上月与 Trump Media & Technology Group(特朗普媒体与科技集团) 以60亿美元股票交易完成合并。


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