Sparc Fusion Reactor Đạt Được Cột Mốc Quan Trọng Với Việc Lắp Đặt Nam Châm Đầu Tiên

Xây dựng Năng lượng Sạch của Ngày mai: CFS Đạt Giai đoạn Xây dựng Quan trọng

Commonwealth Fusion Systems (CFS) đã vượt qua một ngưỡng quan trọng trong cuộc đua thương mại hóa năng lượng fusion. Tại CES 2026, công ty đã công bố việc lắp đặt nam châm siêu dẫn đầu tiên trong lò phản ứng fusion Sparc—một nguyên mẫu được thiết kế để chứng minh khả năng thương mại trong vòng 12 tháng tới. Bước đột phá này là một bước tiến rõ ràng sau nhiều năm đối mặt với các thách thức kỹ thuật và tài chính trong ngành fusion.

Lò phản ứng Sparc cuối cùng sẽ chứa 18 nam châm tùy chỉnh được thiết kế theo hình dạng toroidal để tạo ra hệ thống giữ nhiệt từ trường cực kỳ mạnh mẽ. Những nam châm này sẽ phối hợp để tạo ra, nén và duy trì plasma ở nhiệt độ vượt quá 100 triệu độ Celsius—điều kiện khắc nghiệt cần thiết để xảy ra phản ứng nhiệt hạch. Mục tiêu vật lý cơ bản vẫn còn tham vọng: đạt được lợi nhuận năng lượng ròng, nơi lò phản ứng tạo ra nhiều điện hơn từ fusion so với năng lượng bỏ ra để làm nóng và giữ plasma.

Kỳ quan kỹ thuật: Những nam châm đứng sau bước đột phá

Mỗi trong số 18 nam châm dự kiến đều là một thành tựu kỹ thuật đáng kể. Nặng khoảng 24 tấn mỗi chiếc, những thiết bị hình dạng D này có khả năng tạo ra từ trường 20 tesla—gần 13 lần mạnh hơn các nam châm trong hệ thống MRI y tế thông thường. Để hình dung rõ hơn, lực điện từ đủ mạnh để nâng một tàu sân bay, theo lãnh đạo CFS.

Việc đạt được độ mạnh từ trường phi thường này đòi hỏi làm mát các nam châm siêu dẫn xuống -253°C (-423°F), một nhiệt độ cryogenic cực kỳ thấp cho phép các nam châm dẫn dòng điện vượt quá 30.000 ampe mà không gặp trở ngại. Tất cả 18 nam châm dự kiến sẽ được lắp đặt hoàn chỉnh vào cuối mùa hè 2026, với tiến trình lắp ráp diễn ra trong nửa đầu năm.

Các nam châm sẽ được gắn theo chiều dọc trên một cấu trúc thép không gỉ khổng lồ nặng 75 tấn gọi là cryostat, đã được đặt vị trí từ tháng 3 năm 2025. Bộ khung này tạo thành nền tảng vật lý của hệ thống giữ nhiệt đột phá của Sparc.

Thúc đẩy Phát triển Qua Mô phỏng Kỹ thuật số

Để giảm thiểu rủi ro hiệu suất của lò phản ứng và tối ưu hóa các tham số vận hành trước khi khởi động thực tế, CFS hợp tác với các nhà cung cấp phần mềm mô phỏng và thiết kế tiên tiến để tạo ra một bản sao kỹ thuật số toàn diện của hệ thống Sparc. Bản sao ảo này sẽ cho phép so sánh hiệu suất mô phỏng với hành vi thực tế của lò phản ứng khi quá trình xây dựng và thử nghiệm tiến triển.

Thay vì dựa vào các mô phỏng riêng lẻ từng thành phần—đây là tiêu chuẩn ngành cho đến nay—phương pháp bản sao kỹ thuật số cho phép các kỹ sư chạy các mô hình tích hợp của toàn bộ hệ thống. Các tham số có thể được thử nghiệm, điều chỉnh và xác thực ảo trước khi triển khai trong lò phản ứng thực tế. Phương pháp này thúc đẩy chu kỳ học hỏi nhanh hơn và giảm thiểu rủi ro về các sửa đổi tốn kém sau khi lắp đặt hoàn tất.

Người sáng lập kiêm CEO của CFS, Bob Mumgaard, nhấn mạnh tầm quan trọng chiến lược: “Bằng cách chạy bản sao kỹ thuật số cùng với Sparc, chúng tôi có thể thử nghiệm quy mô lớn trong môi trường ảo và rút ngắn nhiều năm phát triển thành vài tháng.”

Tài trợ cho Tương lai và Đua đến Kết nối Lưới 2030

Con đường thương mại hóa fusion đòi hỏi nguồn vốn khổng lồ. Đến nay, CFS đã huy động khoảng $3 tỷ đô la trong tổng số vốn, bao gồm vòng gọi vốn Series B2 gần đây trị giá $863 triệu đô la hoàn thành vào tháng 8 năm 2025, được hậu thuẫn bởi các tập đoàn công nghệ và đầu tư lớn. Những cam kết tài chính này thể hiện niềm tin của các nhà đầu tư vào phương pháp kỹ thuật và lộ trình của công ty.

Mục tiêu cuối cùng là tham vọng nhưng rõ ràng: CFS hướng tới cung cấp điện từ fusion cho lưới điện vào đầu những năm 2030. Nếu thành công, điều này sẽ mở ra nguồn cung năng lượng sạch vô hạn từ các nguồn nhiên liệu phong phú, sử dụng hạ tầng nhà máy điện và hệ thống lưới tương tự như các cơ sở truyền thống hiện nay. Cạnh tranh ngày càng gay gắt, với nhiều công ty đua nhau hướng tới cùng mục tiêu.

Mumgaard tin rằng các tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo và học máy sẽ là chìa khóa để đạt được mốc thời gian này. “Khi các mô hình tính toán của chúng ta cải thiện và các công cụ mô phỏng trở nên tinh vi hơn, chúng ta có thể tiến nhanh hơn,” ông lưu ý. “Với tính cấp bách của quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu, tốc độ quan trọng không kém độ chính xác kỹ thuật.”

Những gì sẽ đến sau Sparc

Trong khi Sparc đóng vai trò là nguyên mẫu chứng minh khả năng thương mại, CFS đã lên kế hoạch cho nhà máy quy mô thương mại đầu tiên, gọi là Arc. Nhà máy thế hệ tiếp theo này dự kiến sẽ hoạt động như một nhà máy điện hiệu quả, mặc dù chi phí phát triển dự kiến sẽ lên tới hàng tỷ đô la. Các nền tảng công nghệ được xây dựng cùng Sparc sẽ trực tiếp định hướng cho thiết kế và vận hành của Arc.

Việc lắp đặt nam châm đầu tiên không chỉ là một bước kỹ thuật đơn lẻ—nó báo hiệu rằng giấc mơ lâu đời về năng lượng fusion thực tế đang chuyển từ lý thuyết vật lý sang sản xuất công nghiệp và triển khai quy mô lớn.