アメリカとドイツの科学者が協力し、1,330万ドルの融合技術プロジェクトを開始。目標は商業融合エネルギーの課題を克服すること。

アメリカとドイツの研究者が、核融合技術を改善し、将来の核融合発電所への道を開くことを目的とした1,330万ドルのプロジェクトを開始する。この協力により、コロンビア大学とドイツのマックス・プランクプラズマ物理研究所（IPP）の科学者が集まり、トカマクとスターラー設計の利点を探求し、商業核融合エネルギーの課題を解決する。『マックス・プランクコロンビアセンター：核融合プラズマにおける対称性の最適化』と名付けられたこの仮想研究センターは、今年設立された7つのマックス・プランクセンターの1つである。

このセンターは2027年に運用を開始し、初期の運用は5年間を予定している。

二つの設計の利点を組み合わせる

研究は、トカマクとスターラーという二つの異なるタイプの機械を組み合わせ、核融合を利用してクリーンエネルギーを実現することに焦点を当てる。この二つの設計は、強力な磁場を利用して極めて高温のプラズマを制限し、水素同位体の融合に必要な条件を作り出す。しかし、プラズマの制限に関しては異なるアプローチを採用している。トカマクは、プラズマを流れる電流に依存してその制限を維持するのに対し、スターラーは複雑な外部磁気コイルの配置を使用して三次元の磁場を作り出す。これにより、スターラーは設計と建設がより複雑になるが、持続的な運転により適している可能性がある。

研究者は、二つの設計の利点を組み合わせてプラズマの安定性を向上させ、より実用的な核融合炉を開発することを目指している。

マックス・プランクコロンビアセンターは、プラズマ物理と核融合研究の二つの先進機関を結びつける。IPPの所長トーマス・クリンガーは、「私たちの目標は、トカマクとスターラーの利点を組み合わせ、核融合発電所への道の重要な科学的および技術的問題を解決することです。私にとって、初期キャリアの研究者が世界的な大学で国際経験を得て、キャリアの初期に持続的な科学ネットワークを構築することが特に重要です。」と述べている。この協力により、コロンビア大学の研究者は、ドイツの二つの主要な核融合施設、グリーフスヴァルトにあるウィンドパーク7-Xスターラーと、ガルシンにあるASDEXアップグレードトカマクにアクセスできるようになる。

科学者は、これら二つの施設の実験に直接参加できるため、アイデアをテストし、二つの炉設計の結果を比較することができる。

民間部門の参加

この研究は、極端な熱の管理、プラズマの突発的な擾乱の予防、核融合装置用の超伝導磁石の改善など、いくつかの課題にも取り組む。センターには民間部門の研究者も関与し、コモンウェルス・フュージョン・システムズ、プロキシマ・フュージョン、シア・エナジー、タイプ・ワン・エナジーの科学者が作業部会に参加することを招待する。

初期キャリアの研究者、博士課程の学生やポスドクの科学者は、ドイツまたはニューヨークの協力機関で1年間過ごすことができる。この5年間のプロジェクトは、アメリカから750万ドルの資金を得て、マックス・プランクプラズマ物理研究所から500万ユーロの助成を受ける。資金は研究者、プロジェクト調整、ワークショップ、国際交流の経費をカバーする。

このセンターは、マックス・プランクプラズマ物理研究所のトーマス・クリンガーとコロンビア工学部のカルロス・パス・ソルダンが共同で運営する。パス・ソルダンは、「協力を通じて、核融合人材を育成し、核融合エネルギーへの道の重要な科学問題を進展させる独自の機会を提供できる」と述べている。

核融合研究の国際協力の重要性

このアメリカとドイツの協力プロジェクトは、核融合研究分野の国際化の傾向を示しており、両国の技術的利点を組み合わせることで、研究者は商業核融合の課題をより効果的に解決できる。センターは学術界の交流を促進するだけでなく、民間部門の参加も引き寄せ、核融合技術の発展にとって重要である。初期キャリアの研究者の国際経験も、将来の核融合専門家を育成し、この分野の進展をさらに推進することに寄与する。