Sparc 聚变反应堆在首次安装磁铁中取得重大里程碑

建设未来的清洁能源：CFS进入关键施工阶段

Commonwealth Fusion Systems (CFS) 在其商业化核聚变能源的竞赛中已跨越了一个重要的门槛。在2026年消费电子展（CES 2026）上，该公司宣布在Sparc核聚变反应堆中安装了其首个超导磁铁——这是一个旨在在未来12个月内展示商业可行性的原型。这一突破标志着在经历多年技术和资金挑战后，核聚变行业迈出了切实的一步。

Sparc反应堆最终将容纳18个定制设计的磁铁，排列成环形结构，以创建极其强大的磁约束系统。这些磁铁将协同工作，产生、压缩并维持温度超过1亿摄氏度的等离子体——核聚变发生所必需的极端条件。其根本的物理目标仍然是雄心勃勃的：实现净能量收益，即反应堆产生的核聚变电力多于用于等离子体加热和约束的能量。

工程奇迹：突破背后的磁铁

计划中的18个磁铁每个都是一项工程成就。每个磁铁重约24吨，这些D形设备能够产生20特斯拉的磁场——大约是传统医疗MRI系统中磁铁的13倍。以CFS领导层的话来说，这种电磁力足以举起一艘航空母舰。

要实现如此强大的磁场，超导磁铁必须冷却至-253°C（-423°F），这是极端的低温冷却状态，使磁铁能够安全导电，电流超过30,000安培而无阻。预计所有18个磁铁将在2026年夏季前全部安装完毕，组装工作将在上半年持续推进。

这些磁铁将垂直安装在一个重达75吨的不锈钢结构——冷却器（cryostat）上，该结构已于2025年3月就位。这个装置构成了Sparc革命性约束系统的物理基础。

通过数字模拟加速开发

为了降低反应堆性能的不确定性并在实体启动前优化操作参数，CFS正与先进的模拟和设计软件供应商合作，创建一个全面的Sparc系统数字孪生。这一虚拟复制品将使工程师能够在施工和测试过程中实时比较模拟性能与实际反应堆的表现。

不同于以往行业标准的孤立组件模拟，数字孪生方法允许工程师运行整个系统的集成模型。参数可以在虚拟环境中测试、调整和验证，然后再应用到实体反应堆中。这种方法加快了学习周期，减少了安装完成后进行昂贵物理改造的风险。

CFS联合创始人兼CEO Bob Mumgaard强调了其战略意义：“通过在Sparc旁边运行数字孪生，我们可以在虚拟环境中进行大规模试验，将多年的开发时间压缩到几个月内。”

资助未来，奔向2030年代的电网连接

商业核聚变的道路需要巨额资本投入。迄今为止，CFS已筹集了大约(十亿的总资金，包括在2025年8月完成的最新一轮)百万美元的B2轮融资，得到了主要科技和投资公司的支持。这些资金承诺彰显了投资者对公司技术方案和时间表的信心。

最终目标虽雄心勃勃，但也具体明确：CFS计划在2030年代初将核聚变产生的电力输送到电网。如果成功，这将开启几乎无限的清洁能源供应，利用丰富的燃料资源，配合类似现有常规设施的发电厂基础设施和电网系统。竞争格局日益激烈，多个公司都在朝着同一目标奋进。

Mumgaard相信，人工智能和机器学习的进步将对实现这一时间表至关重要。“随着我们的计算模型不断改进，模拟工具变得更加复杂，我们可以更快地推进，”他指出。“鉴于全球能源转型的紧迫性，速度与技术准确性同样重要。”

Sparc之后的规划

虽然Sparc作为展示商业可行性的原型，但CFS已在规划其首个商业规模的设施，命名为Arc。这个下一代工厂预计将作为一个生产性发电站运行，尽管开发成本预计将达到数十亿美元。通过Sparc建立的技术基础将直接指导Arc的设计和运营。

首个磁铁的安装不仅代表了一项工程的突破，更意味着实践核聚变能源的梦想正从理论物理逐步转向工业制造和大规模部署。