能源領(lǐng)域迎來(lái)新突破:聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司(Commonwealth Fusion Systems)宣布與谷歌DeepMind團(tuán)隊(duì)展開深度合作,旨在通過(guò)人工智能技術(shù)優(yōu)化其正在研發(fā)的Sparc聚變反應(yīng)堆。這一合作將聚焦于等離子體控制與能量輸出效率兩大核心問(wèn)題,為聚變發(fā)電商業(yè)化提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
作為聚變領(lǐng)域的先鋒企業(yè),CFS目前正在波士頓近郊建設(shè)Sparc演示反應(yīng)堆。該裝置已完成約三分之二工程,預(yù)計(jì)2026年底投入運(yùn)行。公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)透露,Sparc有望成為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)"能量增益"的聚變裝置——其輸出功率將超過(guò)維持反應(yīng)所需的能量,這一突破將徹底改變清潔能源格局。
聚變反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)面臨極端物理挑戰(zhàn):反應(yīng)堆內(nèi)的等離子體需在1.5億攝氏度高溫下維持穩(wěn)定狀態(tài),而缺乏恒星級(jí)重力的地球裝置必須依靠超強(qiáng)磁場(chǎng)進(jìn)行約束。CFS工程師指出,傳統(tǒng)控制系統(tǒng)難以實(shí)時(shí)處理等離子體形態(tài)、磁場(chǎng)強(qiáng)度、冷卻系統(tǒng)等數(shù)百個(gè)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化,這正是人工智能技術(shù)的用武之地。
DeepMind開發(fā)的Torax專用軟件將成為核心技術(shù)工具。該系統(tǒng)通過(guò)模擬等離子體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,可快速優(yōu)化控制策略。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將Torax與進(jìn)化搜索模型結(jié)合,探索實(shí)現(xiàn)凈能量輸出的最優(yōu)路徑。這種"數(shù)字孿生"技術(shù)能提前預(yù)測(cè)等離子體失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn),使控制系統(tǒng)具備毫秒級(jí)響應(yīng)能力。
谷歌對(duì)聚變技術(shù)的布局早已展開。2022年,該公司就與TAE Technologies合作研發(fā)等離子體控制算法。此次與CFS的合作更顯戰(zhàn)略意義:不僅提供8.63億美元B2輪融資支持,更簽署200兆瓦購(gòu)電協(xié)議,計(jì)劃從CFS位于弗吉尼亞州的Arc商業(yè)電站采購(gòu)電力。這種"技術(shù)投資+電力采購(gòu)"的雙重模式,凸顯科技巨頭對(duì)聚變能源的長(zhǎng)期信心。
行業(yè)專家分析,AI技術(shù)正在重塑聚變研發(fā)范式。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)需要數(shù)月調(diào)整的參數(shù)組合,AI系統(tǒng)可在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成模擬優(yōu)化。麻省理工學(xué)院等離子體研究中心主任表示:"深度學(xué)習(xí)算法能發(fā)現(xiàn)人類工程師難以察覺(jué)的參數(shù)關(guān)聯(lián),這種能力對(duì)維持長(zhǎng)時(shí)間聚變反應(yīng)至關(guān)重要。"
隨著Sparc項(xiàng)目推進(jìn),聚變發(fā)電的商業(yè)化路徑逐漸清晰。CFS透露,Arc商業(yè)電站已完成選址,計(jì)劃采用升級(jí)版磁約束技術(shù)。若Sparc驗(yàn)證成功,該技術(shù)有望在2030年代實(shí)現(xiàn)每千瓦時(shí)4美分的發(fā)電成本,較現(xiàn)有可再生能源更具競(jìng)爭(zhēng)力。這場(chǎng)由AI驅(qū)動(dòng)的能源革命,或?qū)⒅匦露x人類獲取清潔能源的方式。











