- コモンウェルス・フュージョン・システムズは、合計 18 個の高温超伝導体のうち最初のものとなる、SPARC 核融合炉用の最初の磁石を設置しました。
- 同社は、NVIDIA および Siemens と提携し、AI と高度な産業シミュレーションを使用して原子炉のデジタルツインを作成しています。
- CFSは、GoogleやNvidiaなどのテクノロジー大手が主導した8億6,300万ドルの調達を含め、30億ドル近くを調達した。
- SPARC実証機は2027年に運用を開始し、2030年代初頭に計画されている商用ARCプラントへの道を開くことを目指している。
アメリカの会社 コモンウェルス・フュージョン・システムズ 核融合の競争で最も有力な民間企業の一つであるCFSは、 実証炉の最初の磁石を設置するSPARCこの画期的な出来事は、 CES 2026 ラスベガスでこの合併により、同社は国際舞台で最も先進的な合併プロジェクトの 1 つとして地位を確立しました。
このプロジェクトの目的は、 プラズマに注入されるエネルギーよりも核融合反応から得られるエネルギーの方が多いこれは業界が何十年も追求してきたことです。CFSがロードマップを達成すれば、 SPARCはARCと呼ばれる最初の商業フロアをオープンします、その目的は 2030年代初頭までに排出ガスゼロの電力を送電網に供給する.
小さな太陽を閉じ込めることができる磁石
インストールされたコンポーネントは、 18個のトロイダル磁場磁石 これは、SPARC原子炉の特徴的なドーナツ型設計を形成するもので、 トカマクこれらのD字型の磁石は非常に強力な磁場を発生させ、 過熱プラズマを閉じ込めて圧縮する、核融合が起こる荷電粒子の混合物。
これらの高温超伝導磁石はそれぞれ 重さは約24トン最大20テスラの磁場を発生することができる。一般的な病院のMRIの約13倍の強度です。CFSの共同創設者兼CEOによると、 ボブ・マンガードこれは「理論上は航空母艦を持ち上げるのに使える」タイプの磁石であり、その威力のほどがわかる。
この強度を達成するには、磁石を約 -253℃彼らができるように 30.000アンペアを超える電流を電気損失なく安全に伝導する一方、トロイド内部ではプラズマは 100億度比較的コンパクトな体積に収まっているにもかかわらず、太陽内部よりも高温です。
磁石は約1.5メートルの巨大なステンレススチールリングの上に載っている。 75トン y 直径24フィート（約7,3メートル）のクライオスタットマサチューセッツ州のCFS施設に昨年3月に導入された。同社の計画は 残りの17個の磁石を徐々に追加し、すべて所定の位置に配置します。夏が終わる前に同社自身が「バン、バン、バン」と続くマイルストーンの連続と表現する組み立てプロセスです。
高温超伝導体の役割
CFSと以前の世代のトカマクとの主な技術的違いは、 高温超伝導（HTS）磁石これらの材料は、損失なく非常に高い電流を輸送し、より小さな体積内でより強い磁場に耐えることを可能にし、リアクターの設計を可能にする。 よりコンパクトで、より安価になる可能性がある 従来の大規模公共プロジェクトよりも。
ヨーロッパのITERのような施設は従来の超伝導磁石に依存しているが、CFSは HTS材料テープ これにより、より小型でより強力なコイルの建設が容易になります。この小型化は、最初の核融合発電所の成功に不可欠です。 商業的に実行可能 高価な科学実験だけに焦点を当てないでください。
同社は、最初の磁石の設置は技術の実証だけでなく、産業化の可能性も証明するものだと強調している。実験室でのプロトタイプから HTS磁石の大量生産 これは、特に産業基準に従ってこれらのコンポーネントを複製および拡張する必要がある将来の ARC プラントとの関係において、成熟度の大きな飛躍を意味します。
実際、CFSはすでに高度なデジタルエンジニアリングツールを デベンス（マサチューセッツ州）の磁石工場同社は、産業用ソフトウェアとデータ分析を用いて製造・組立プロセスを最適化しています。同社は現在、シーメンスとNVIDIAの協力を得て、このアプローチを次のレベルへと引き上げたいと考えています。
デジタルツイン：AI、シミュレーション、ハードウェアの融合
SPARCの物理的な進歩に加えて、CFSは エヌビディア y シーメンス 開発する デジタルツイン 原子炉の。これは、設計データ、従来の物理モデル、そして様々なツールを統合した、高忠実度の仮想レプリカです。 機械の行動を可能な限り現実に近い形で再現する人工知能.
実際には、デジタルツインによって、 シミュレーション、仮説検定、パラメータ調整 実際のハードウェアに転送する前に、仮想環境でテストを実施します。エンジニアが何年もかけて行っていた手作業による実験を、わずか数年で完了できるというアイデアです。 数週間のデジタル最適化リスクを軽減し、合併を電力網に接続するためのスケジュールを加速します。
エンジニアリングとデータ管理の部分では、CFSはパッケージを使用します シーメンス エクセラレーターこれには次のようなツールが含まれます NX 高度な設計と チームセンター 製品ライフサイクル管理（PLM）向け。これらのソリューションにより、同社は原子炉の設計とアセンブリを生成、カタログ化、処理し、それらをシミュレーションワークフローに組み込んでいます。
同じデータがプラットフォームに統合される Nvidia オムニバース標準に基づいて オープンUSD設計モデルを従来の物理シミュレーションやAIを活用したモデルと統合し、リアルタイムで比較できる統合環境を実現することを目指します。 SPARCの実験測定 デジタルツインの結果を使用して、操作を即座に調整します。
AIがSPARCのARC工場への進出を加速
ムムガード氏の説明によると、デジタルツインと機械学習ツールは、設計の補助的な役割から、プロジェクトの中核的な構成要素へと進化した。CFSがこれまで使用していた独立したシミュレーションは、システムへと変貌を遂げつつある。 物理マシンに継続的に接続これは、新しい測定や実験キャンペーンごとに進化します。
同社はまた Google DeepMindなどのAIプラットフォームと連携し、プラズマ制御から材料や部品の設計まであらゆるものを最適化します。 極限状況下での飛行。このアプローチでは、DeepMindは一種のインテリジェントな副操縦士として機能し、Omniverseがサポートするデジタルツインは、実際の航空機で飛行する前に操縦をテストする「仮想航空機」を表します。
このアプローチは、合併分野、そしてより一般的には複雑な業界における幅広い傾向に適合しています。 AIとシミュレーションを使用して設計とテストのサイクルを大幅に短縮この分野の現状を検証した2024年の報告書では、これらのツールによって「何十年にもわたる機械の構築とアイデアのテスト」という従来のプロセスを、はるかに管理しやすいタイムスケールに短縮できると指摘されています。
産業分野では、シーメンスは実際の製造データ、AI、エンドツーエンドのデジタルワークフローの組み合わせに重点を置いています。 直感や試行錯誤の多くを排除します。非常に複雑なプロジェクトに典型的CFS にとって、これは SPARC プロトタイプから ARC プラントの商業運転までの道のりが短くなることを意味する可能性があります。
資金調達、電力購入契約、そして世界的な競争
こうした技術開発には相当の投資が必要です。2018年に設立されて以来、 MITスピンオフコモンウェルス・フュージョン・システムズは、 11億5000万ドル同社は最近のシリーズB2ラウンドだけで約 863億、テクノロジー大手の参加により、 エヌビディア, グーグル、関連する資金 ビル・ゲイツ そして他の数十の機関投資家。
同社はまた、 より大きな核融合発電購入契約 これまでに発表された。その中には、Googleとの買収契約が含まれている。 200メガワット 将来のCFSプラントからの収益と、 11億5000万ドル イタリアのエネルギー会社と エニは、これらの技術を監視するヨーロッパの最も活発な団体の 1 つです。
これらの長期的な取り組みは、特に大規模な電力消費者の関心が高まっていることを示している。 データセンターやAI関連企業事業拡大を支える安定した排出ゼロの電力源を求めている企業が増えています。欧州では、2030年代以降に成熟した核融合発電所が利用可能になる可能性が、再生可能エネルギーと相互接続ネットワークの拡大を補完するものとして期待されています。
同時に、CFSは米国、英国、その他の地域の民間および公共プロジェクトと競合しています。 ヘリオン あるいはイギリス トカマクエネルギー、および大規模な産業グループに関連するイニシアチブは、独自の原子炉コンセプトを開発しており、多くの場合、Nvidiaテクノロジーに基づくデジタルツインも組み込んでいます。
この競争にもかかわらず、CFSは主要プレーヤーの1つとして位置づけられています 資金がより多く、より明確なタイムラインがある 商業プラントへの進出を目指しています。HTS磁石と強力なデジタル層を備えた小型トカマクへの取り組みは、このプロジェクトを世界の核融合エコシステムにおいて重要な位置付けに位置付け、米国、そして中期的には欧州の電力供給に明確な影響を与えます。
同社の予測が正しければ、SPARCはプラズマを生産し始め、純エネルギー増加を示すことができる。 2027工場への道を開く アーク当初はバージニア州で計画され、 400メガワット 2030年代初頭にネットワークに統合される。合併が「30年後の話」ではなくなり、 エネルギーミックスの具体的な選択肢脱炭素化と安定性の面で要求がますます厳しくなっている欧州の電力システムにとって特に魅力的です。