核融合世界杯开打了，而当今赌盘最旺的当属Commonwealth Fusion Systems (CFS)，网站首页毫不含蓄地标榜「全球最大的核融合公司 (The world's largest and leading commercial fusion energy company)」。 这家新冠疫情前才冒出的新创公司是哪来的底气，到底实力如何？

Commonwealth Fusion Systems：麻省理工准备用高温超导实现的核融合革命 在美国麻萨诸塞州的偏郊，一栋外表不起眼的工业建筑，走进去，却像踏入科幻电影的场景：巨型环形超导线圈、电浆诊断仪器、液氮管线交错，屏幕上闪动着磁场拓扑图，但这不是 NASA，也不是 CERN，而是全球最受瞩目的核融合新创之一的Commonwealth Fusion Systems。 CFS 的目标非常直接，就是在 2030 年代中期推出世界第一座商转核融合电厂，并提供 400 MW级的绿色基载电力。

CFS由麻省理工(MIT)的Plasma Science and Fusion Center(PSFC)团队于 2018 年创立，短短六年募资近 40 亿美元。 CFS 的愿景是完成真正商转的核融合电厂。 目前正在建造SPARC 的实验反应炉，预计在 2026~2027 年启动，目标不是发电，而是展示核融合的科学净能量突破QDT>1（设计能达到 Q = 10），企图完成人类史上第一座真正达成「可商业化核融合条件」的设备。

SPARC只是科学示范机，400 MW商转的ARC才是CFS的最终目标，使用液态金属壁(FLiBe)能吸收中子产生热能、增殖氚以提供燃料、并保护反应炉壁，预计2030年前完成工程设计，并于2035年前建成商转，是目前全球最清晰、工程最可行的核融合商转路线之一。 让我们来整理他的四大优势： CFS 的四大优势 优势一：高温超导磁场(HTS) 最传统、最成熟核融合设备当是钻研了七十年的Tokamak，但Tokamak最要命的是磁场不够强，设备越做越大越贵，CFS的绝招就是：亲爱的，我把它变小了，而且更便宜。

CFS在成熟的Tokamak路在线突破，使用REBCO(Rare-Earth Barium Copper Oxide)高温超导，传统Tokamak磁场约5 T，而CFS可以达到20 T，核融合设备自然更小、更便宜。 优势二：成本低、体积小、可量产 ARC的小体积、低成本，意味着可以在城市附近建厂、量产、模块化，及快速部署，是商业化的关键。 优势三：强大的投资者作为后盾 CFS的投资者包括了比尔盖兹的Breakthrough Energy Ventures、Google、Khosla Ventures、新加坡淡马锡Temasek、意大利能源巨头Eni等，资金充足意味着可以快速进展工程、提前创建供应链、承受风险、吸引人才。

优势四：MIT 的科学与工程支持 源自科技豪门MIT的CFS拥有世界级电浆物理团队、世界级超导工程团队、及世界级控制系统团队，其他新创公司难以向背。 CFS 的四大挑战 当然，一间公司不会只有优势没有劣势，核融合的工程挑战是很巨大的，他也会面对相同的问题： 挑战一：超导系统商业化 2021 年，CFS成功展示世界第一个 20 T高温超导磁场，震撼整个核融合界，是最具竞争力的技术，但接下来的工程挑战也在超导线材的制造成本、线圈的冷却系统、机械应力、长期运作的可靠性。

挑战二：让电浆稳定 Tokamak最大的问题是电浆崩裂，也就是电浆突然失稳，热量与电流瞬间冲击反应炉壁，造成反应炉体损坏，所以CFS使用AI控制磁场、快速反应线圈、及液态金属壁吸收冲击。 MIT在电浆控制方面是世界顶尖，自是CFS的强项，但证明ARC能长期稳定运作，是工程与物理的双重挑战。 挑战三：氚燃料供应 氚是核融合的燃料，但自然界几乎没有，ARC使用FLiBe制氚，但高效率、高可靠性、及高安全性的要求，是核融合商转的必要条件。

挑战四：把核融合能量变成电力 核融合会产生高能中子、高温液态金属及高热通量，所以ARC用液态金属吸热、用热交换器把热转成蒸汽、用蒸汽推动涡轮机发电，这是成熟的传统核电技术，但核融合的热通量极高，热交换器必须耐高温、耐腐蚀、耐中子轰击，需要新材料与新设计。 AI对于世界最大的贡献是加速核融合发展 数字分身对爱好电玩的新新人类一点也不陌生，只是这里是科技人的务实版本，一切都得遵循真实物理世界的规则，没有科幻的超能力与穿越。 对CFS来说，数字化不是指单纯的CAD，而是要能在数字世界中运转的核融合反应炉，数字分身验证后，再建实体真机。

可把原本要耗费经年累月的实体实验压缩成几周几天的虚拟优化，达成超高速的版本迭代，若说传统工程设计CAD是手绘的四格漫画，那数字孪生就是AI生成的电影。

内核概念整理如下表： 面向 内容 关键工具与技术 数字设计 SPARC/ARC的3D结构、磁场、管线、及系统装配的工程模型 Siemens NX、Teamcenter 数字孪生 SPARC的高仿真虚拟世界，含几何模型及物理模式 NVIDIA Omniverse、OpenUSD 物理仿真 预测与优化整个核融合电厂生命周期含电浆、磁场、热、结构、冷却等 传统数值仿真＋AI加速模型 项目与生命周期管理 设计版本、装配、制造、维护 Siemens Xcelerator/ Teamcenter PLM 控制与实验设计 pulse 设计、磁场电流、实验设计 数字分身预演排练与优化 （表一）核融合运用AI内核概念 数据源：王晓中 目前所有拚核融合商转的公司，都已开始着手创建数字孪生系统，但CFS是最完整、最到位的一家，也是唯一做到全系统级的核融合数字分身。

通过与科技巨头的合作，CFS将传统需要经年累月数十年的实体实验与优化流程，压缩至数周的仿真计算中，将工程、AI与物理模型完美结合： 西门子的数据集成：CFS采用Siemens Xcelerator平台，利用 Designcenter NX 进行高精度产品工程设计，并通过Teamcenter 进行产品生命周期管理。 这构成了反应炉复杂物理组件的底层数字目录。 辉达的仿真技术：通过NVIDIA Omniverse软件库与OpenUSD开放标准，系统将机械设计与传统物理及 AI 驱动的物理模型相结合。 电浆控制 AI 副驾驶：同时，CFS与Google DeepMind合作，利用AI仿真和控制不稳定的核融合电浆。

如果说DeepMind是控制电浆的副驾驶，而Siemens与NVIDIA的数字孪生就是架完整的虚拟飞机。 这是一套通过实体运转数据不断修正虚拟模型，再回馈发展实体机器的闭环系统，旨将核融合从一个长达数十年的科研项目，快速转化为可现实的商品。 有经验的人应该可以体会软件开发过程的冗长艰辛，但就这几年生成式AI的暴辗下，如同古老手工艺跳进了工业革命2.0/3.0。 数字孪生+AI的核融合，融合了实体工程与数字虚拟，快速迭代已由线性成长转进指数爆发。 CFS的路线不是最狂野、不是最便宜、也不是最简单，但却是最接近商业化的核融合技术之一。

美国核管会(NRC)2026年4月公布核融合发电是依10CFR30，而非过往核分裂的10CFR50/52，也就是说核电申请审查动辄五年起跳的拦路虎，对核融合已是过眼云烟了。 下一篇，我们来分析第一家取得执照的核融合公司。 （注）美国核能管制法规体系主要由联邦法律、行政法规、管制指引、以及工业标准四个层级组成。 以下为美国核能管制法规的位阶与架构： 位阶层级 主要法规 / 文档名称 制定与发布单位 法定效力与说明 Statutes 第一级：联邦法律 1954年Atomic Energy Act、1974年Energy Reorganization Act、2024年ADVANCE Act等 国会通过并总统签署 是最高位阶法源。

确立国家核能政策，授权并创立核管会进行安全监管 Regulations 第二级：行政法规 联邦法规第十篇(Title 10 of the Code of Federal Regulations, 10 CFR)的第一章 核管会 具法律强制力。 属于联邦行政法，违反者将面临核管会民事处份或法律制裁 Guidance/SRP 第三级：管制指引与审查方案 管制指引(Regulatory Guides)、标准审查方案(Standard Review Plan)、及技术报告（NUREG系列） 核管会幕僚与技术部门 无法律强制力，但为实务标准，可关系到执照许可审查是否通过等。

指导申请者「如何做」才能满足第二级法规的要求，若不采用则须提出等效的安全证明 Codes & Standards 第四级：工业标准与规范 机械工程师学会(ASME)规范、电机电子工程师学会(IEEE)标准、美国核能学会(ANS)标准等 专业工程与工业学会 技术实作层面。 提供具体的工程与设计细节。 当这些标准被第三级指引引用、或写入第二级法规时，即具备实质管制效力 整个核能管制法规体系的上面，就是美国的宪法。

第一级最重要的几个联邦法律，如1954年原子能法是所有核能相关的基本法；1974年的能源改组法，把核能管制独立分出，成立核管会，核能推广再加上其他能源，成立能源部；2024年Accelerating Deployment of Versatile, Advanced Nuclear for Clean Energy Act是振兴核能的政策法，也是美国的核能工业翻身的法源根本。 核管会所有的行政法规属第二级，都必须在第一级法案的授权范围内进行，不得逾越，位阶违反抵触者无效。 第三级管制指引的定位是提供核管会可接受的方法，业者可以选择更先进的技术或方法，只要能向核管会证明该方法同样能达到 10 CFR 法规规定的安全目标即可。

第四级是专业标准规范，通常也是第二、三级所认可并采纳的基础。 虽说只有前两级才是真正法律，但这四层级的核能管制法规体系环环相扣，也等同有了实质法律管制的效用 作者介绍｜王晓中 台大土木系毕业，美西北大学环工辐射博士。 纵横产官学研四十余年，往来中美两地，历任原能会客座专家、国科会芝加哥科学组组长、环发会运行秘书等，并在美国核电厂、数家国家实验室、玉嘉山、小型核能SMR电厂等工作，有二十多年核能安全分析经验，并在台大土木系等多所学校授课。 业余耕耘文本，当过数种科技刊物总编，拿下国科会首届科普文学奖，现担任绿学院绿色带路人。 本文经授权转载自绿学院（原标题：核能复兴十五部曲：揭密全球最大的核融合公司）