핵융합 관련 스타트업 CFS(Commonwealth Fusion Systems)가 1월 6일 엔비디아, 지멘스와 제휴해 2027년 가동 예정인 실증용 핵융합로 SPARC 설계·개발을 AI 시스템으로 가속화하는 디지털 트윈을 구축한다고 발표했다. 또 SPARC에 첫 번째 자석을 설치했다는 사실도 밝혔다.
SPARC는 CFS가 매사추세츠 공과대학 플라즈마 과학 핵융합 센터와 공동으로 개발하고 있는 토카막형 핵융합로로 기존 토카막형 핵융합로보다 콤팩트하면서도 출력 에너지가 핵융합을 일으키는 데 필요한 입력 에너지를 초과하는 브레이크이븐 달성이 기대되고 있다.
CFS에 따르면 2025년 12월 매사추세츠주 공장에서 자석 24톤을 SPARC로 반입했다고 한다. SPARC에는 플라즈마를 가두기 위해 고온 초전도 자석이 사용될 예정이며 CFS가 개발하는 TF 자석은 고온 초전도체를 주입한 평평한 강판 16장을 쌓아올려 제조된다. 이 자석은 4년에 걸쳐 개발됐으며 2025년 비로소 양산 체제가 갖춰졌다고 한다.
SPARC에 필요한 고온 초전도 자석은 18개로 이번에 설치된 건 첫 번째 1개에 불과하지만 CFS 공동 창업자인 브랜든 솔봄 박사는 단지 자석 하나를 만든 게 아니라 많은 자석을 제조할 수 있는 제조 시설을 구축했다며 큰 성과라고 밝혔다.
그리고 엔비디아, 지멘스와의 제휴는 엔비디아 AI와 시뮬레이션 라이브러리, 지멘스가 보유한 설계 및 엔지니어링 지식을 활용해 SPARC와 구성 요소를 빠르게 설계·제조할 수 있도록 하는 시스템 구축이 목적이다.
SPARC가 가동되면 온도 변화로 인해 자석을 포함한 부품이 팽창·수축하며 이에 따라 부품 어긋남과 변형이 발생한다. 이에 CFS는 지멘스 도구로 설계 및 제조 프로세스를 개선하고 엔비디아 옴니버스(Omniverse) 라이브러리와 OpenUSD 프레임워크로 물리적으로 정확한 SPARC 디지털 트윈을 구축해 제조 프로세스 검증을 실시한다. 디지털 트윈에는 핵융합 시뮬레이션에 사용되는 AI 모델도 통합된다고 한다.
CFS는 설계 단계부터 면밀하게 시뮬레이션을 수행해 SPARC 모든 부품이 조립 시와 운용 시 모두에서 확실하게 맞물리도록 세심한 주의를 기울여 확인할 수 있다고 밝혔다.
한편 CFS는 SPARC 내에서의 핵융합 반응을 AI로 시뮬레이션할 수 있는 시스템 구축을 목표로 2025년 10월 구글 딥마인드와 제휴를 발표한 바 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
