聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司（CFS）于 2026 年國際消費(fèi)電子展（CES）上宣布，已為其 “斯巴達(dá)克斯”（Sparc）聚變反應(yīng)堆完成首臺磁體的安裝工作。該演示性裝置計(jì)劃于明年正式啟動(dòng)運(yùn)行。
這臺磁體是反應(yīng)堆所需 18 臺磁體中的首臺。待反應(yīng)堆全部完工后，18 臺磁體將共同構(gòu)成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生強(qiáng)磁場以約束并壓縮超高溫等離子體。如果一切進(jìn)展順利，這些等離子體釋放的能量將超過加熱和壓縮過程中消耗的能量。
歷經(jīng)數(shù)十年的技術(shù)攻關(guān)與多次延期后，聚變能源的商業(yè)化似乎已觸手可及 —— 聯(lián)邦聚變系統(tǒng)及其競爭對手正全力競速，目標(biāo)是在 21 世紀(jì) 30 年代初實(shí)現(xiàn)聚變電力并網(wǎng)。一旦技術(shù)落地，聚變能源有望以類傳統(tǒng)火電廠的模式，為人類提供近乎無限的清潔能源。
聯(lián)邦聚變系統(tǒng)聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官鮑勃?穆加德表示，“斯巴達(dá)克斯” 反應(yīng)堆磁體的核心部件均已完工，公司預(yù)計(jì)將于今年夏末完成全部 18 臺磁體的安裝工作?！敖衲晟习肽辏S著我們組裝這項(xiàng)革命性技術(shù)，相關(guān)安裝工作將會緊鑼密鼓地推進(jìn)?！?/p>
這些 D 形磁體安裝完成后，將豎直固定在一個(gè)寬 24 英尺、重 75 噸的不銹鋼環(huán)形裝置上，該裝置名為低溫恒溫器，已于去年 3 月安裝就位。每臺磁體重約 24 噸，能產(chǎn)生 20 特斯拉的磁場強(qiáng)度，約為常規(guī)核磁共振成像（MRI）儀磁場強(qiáng)度的 13 倍。穆加德稱：“這種磁體的威力足以吊起一艘航空母艦?！?/p>
為達(dá)到如此強(qiáng)勁的磁場強(qiáng)度，磁體需要被冷卻至零下 253 攝氏度（零下 423 華氏度），以確保能夠安全傳導(dǎo)超過 3 萬安培的電流。而在環(huán)形磁體內(nèi)部，等離子體的燃燒溫度將超過 1 億攝氏度。
為在 “斯巴達(dá)克斯” 反應(yīng)堆啟動(dòng)前盡可能排查所有技術(shù)故障，聯(lián)邦聚變系統(tǒng)于當(dāng)日宣布，正與英偉達(dá)及西門子合作，開發(fā)該反應(yīng)堆的數(shù)字孿生模型。其中西門子將提供設(shè)計(jì)與制造軟件，助力收集相關(guān)數(shù)據(jù)并輸入英偉達(dá)的Omniverse（全宇宙）數(shù)字協(xié)作平臺數(shù)據(jù)庫。
穆加德表示，這并非聯(lián)邦聚變系統(tǒng)首次開展模擬實(shí)驗(yàn) —— 公司此前已進(jìn)行大量仿真運(yùn)算，用以預(yù)測反應(yīng)堆各部件的性能表現(xiàn)，但現(xiàn)有的模擬均為孤立運(yùn)行。他指出，借助數(shù)字孿生模型，“這些模擬將不再是僅用于設(shè)計(jì)階段的孤立實(shí)驗(yàn)，而是會全程與實(shí)體反應(yīng)堆同步運(yùn)行，我們將持續(xù)對比二者的運(yùn)行數(shù)據(jù)”。
聯(lián)邦聚變系統(tǒng)正與英偉達(dá)、西門子合作開發(fā) “斯巴達(dá)克斯” 聚變反應(yīng)堆的數(shù)字孿生模型。
聯(lián)邦聚變系統(tǒng)希望，能夠先在數(shù)字孿生模型中開展實(shí)驗(yàn)或調(diào)整參數(shù)，再將成熟方案應(yīng)用于實(shí)體反應(yīng)堆。穆加德說：“數(shù)字孿生模型將與實(shí)體反應(yīng)堆并行運(yùn)轉(zhuǎn)，幫助我們更快速地從設(shè)備運(yùn)行中積累經(jīng)驗(yàn)。”
建造 “斯巴達(dá)克斯” 反應(yīng)堆耗資巨大。截至目前，聯(lián)邦聚變系統(tǒng)已籌集近 30 億美元資金，其中包括去年 8 月完成的 8.63 億美元 B2 輪融資，投資方涵蓋英偉達(dá)、谷歌以及其他近 36 家投資機(jī)構(gòu)。該公司規(guī)劃的首座商業(yè)級聚變電站 “阿爾克”（Arc），將成為全球首座同類型電站。據(jù)聯(lián)邦聚變系統(tǒng)估算，這座電站的建設(shè)成本或?qū)⒃龠_(dá)數(shù)十億美元。
穆加德希望，數(shù)字孿生技術(shù)與人工智能技術(shù)的加持，能助力公司早日實(shí)現(xiàn)聚變電力并網(wǎng)。他表示：“隨著機(jī)器學(xué)習(xí)工具的不斷優(yōu)化、數(shù)字模型的精準(zhǔn)度持續(xù)提升，我們有望進(jìn)一步加快技術(shù)落地進(jìn)程。這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)榫圩兡茉床⒕W(wǎng)已刻不容緩?！?/p>