Sparc đang tiến tới hoàn thành: CFS tích hợp các nam châm đột phá và củng cố mối quan hệ hợp tác chiến lược với Nvidia

Magnet số một bắt đầu hoạt động: dự án của CFS thúc đẩy tiến tới năm 2027

Trong khuôn khổ CES 2026, Commonwealth Fusion Systems đã công bố một thành tựu kỹ thuật quan trọng: vị trí lắp đặt lần đầu của một trong 18 nam châm dành cho phản ứng thử nghiệm Sparc của họ. Thành phần này là viên gạch đầu tiên của một cấu trúc toroidal phức tạp, khi hoàn thiện sẽ có nhiệm vụ tạo ra và duy trì một trường từ cực mạnh để giữ plasma trong trạng thái cô lập. Công ty dự kiến hoàn thành lắp ráp toàn bộ hệ thống nam châm vào cuối mùa hè, và kích hoạt phản ứng trong những tháng tiếp theo.

Cảnh quan năng lượng nhiệt hạch đang trải qua một sự biến đổi rõ rệt. Sau nhiều thập kỷ hứa hẹn chưa thành hiện thực, thời gian đã rút ngắn đáng kể, và CFS đang cạnh tranh công khai với các đối thủ trong ngành để trở thành một trong những đơn vị đầu tiên đưa điện năng từ nhiệt hạch lên lưới. Các nhà chơi chính trong ngành đã đặt mục tiêu vào những năm đầu của thập kỷ 2030, khi công nghệ có thể cung cấp một nguồn năng lượng gần như vô tận và phát thải rất thấp, mô phỏng hạ tầng của các nhà máy điện truyền thống.

Thông số kỹ thuật của các nam châm: khả năng phi thường và thách thức cryogen

Mỗi nam châm dành cho Sparc là một tác phẩm kỹ thuật tinh vi. Nặng khoảng 24 tấn và có khả năng tạo ra trường từ 20 tesla—mức công suất tương đương khoảng 13 lần so với các thiết bị cộng hưởng từ MRI dùng trong y tế. “Lực từ do các nam châm này tạo ra đủ để nâng một tàu sân bay toàn bộ”, ông Bob Mumgaard, đồng sáng lập và CEO của CFS, nhấn mạnh.

Để đạt được cường độ từ trường như vậy, các nam châm cần được làm lạnh xuống tới -253°C, một nhiệt độ cực thấp cho phép chúng truyền dòng điện trên 30.000 ampe mà không mất mát đáng kể. Sau khi lắp đặt theo chiều dọc trên cấu trúc cryogenic bằng thép không gỉ có đường kính 24 feet và nặng 75 tấn (được lắp đặt vào tháng 3 năm 2025), hệ thống sẽ sẵn sàng chứa plasma siêu nóng. Nhiệt độ bên trong plasma, thực tế, sẽ vượt quá 100 triệu độ Celsius, tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch diễn ra.

Sự hợp tác số hóa: CFS, Nvidia và Siemens xây dựng bản sao kỹ thuật số

Một điểm nổi bật trong chiến lược phát triển của CFS là hợp tác chiến lược với Nvidia và Siemens để tạo ra một bản sao kỹ thuật số tích hợp của phản ứng Sparc. Siemens mang đến chuyên môn trong phần mềm thiết kế và sản xuất, cung cấp các công cụ để thu thập và tiêu chuẩn hóa dữ liệu vận hành. Nvidia, mặt khác, cung cấp nền tảng Omniverse, một môi trường ảo tiên tiến nơi mô hình kỹ thuật số của phản ứng có thể phát triển và tương tác theo thời gian thực.

Cho đến nay, CFS đã thực hiện các mô phỏng riêng lẻ các thành phần của Sparc, dự đoán hiệu suất từng phần một cách đáng tin cậy. Hệ sinh thái bản sao kỹ thuật số mới này là một bước nhảy vọt về chất lượng: cho phép so sánh liên tục và đồng thời giữa hành vi của mô hình ảo và phản ứng vật lý. “Thay vì chạy các mô phỏng riêng biệt, chúng ta có thể theo dõi bản sao kỹ thuật số song song với Sparc trong suốt chu kỳ vận hành”, ông Mumgaard giải thích. Phương pháp này giúp nhóm thử nghiệm các thay đổi và tham số ảo trước khi áp dụng vào hệ thống thực, rút ngắn đáng kể chu kỳ phát triển và giảm thiểu rủi ro.

Con đường tài chính hướng tới Arc: 3 tỷ đô la và tầm nhìn thương mại

Việc phát triển Sparc đã tiêu tốn một khoản đầu tư khổng lồ. Commonwealth Fusion Systems đã huy động gần 3 tỷ đô la vốn, trong đó có 863 triệu đô la huy động trong giai đoạn Series B2 vào tháng 8 năm ngoái, với Nvidia và Google tham gia tích cực như các nhà đầu tư chính. Các dòng vốn này phản ánh niềm tin ngày càng tăng của thị trường vào khả năng thực tế của nhiệt hạch kiểm soát.

Nhìn xa hơn Sparc, CFS đã bắt đầu lên kế hoạch cho Arc, nhà máy thương mại đầu tiên của họ về nhiệt hạch. Nhà máy này sẽ trở thành một tiêu chuẩn toàn cầu cho ngành, với ngân sách dự kiến hàng tỷ đô la. Mumgaard tin rằng sự thúc đẩy công nghệ trong các bản sao kỹ thuật số và trí tuệ nhân tạo sẽ là yếu tố then chốt giúp rút ngắn thời gian thương mại hóa. “Trong khi các thuật toán học máy ngày càng tinh vi và các mô hình kỹ thuật số của chúng ta đạt độ chính xác cao hơn, chúng ta sẽ có khả năng di chuyển nhanh hơn nữa—đây là một yêu cầu cấp thiết trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng toàn cầu”, ông nhấn mạnh.