สหรัฐอเมริกาและนักวิทยาศาสตร์จากเยอรมนีร่วมมือเริ่มต้นโครงการเทคโนโลยีฟิวชันมูลค่า 13.3 ล้านดอลลาร์ เป้าหมายเพื่อเอาชนะความท้าทายด้านพลังงานฟิวชันเชิงพาณิชย์

นักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาและเยอรมนีกำลังเริ่มต้นโครงการมูลค่า 1,330,000 ดอลลาร์ ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงเทคโนโลยีฟิวชันและปูทางสำหรับโรงไฟฟ้าฟิวชันในอนาคต ความร่วมมือนี้ได้รวบรวมนักวิทยาศาสตร์จาก Columbia University และ Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) ในเยอรมนี เพื่อสำรวจข้อดีของการออกแบบ Tokamak และ Stellarator และแก้ไขปัญหาที่ขัดขวางพลังงานฟิวชันเชิงพาณิชย์ ศูนย์วิจัยเสมือนที่ชื่อว่า "Max Planck Columbia Center: Optimizing Symmetry in Fusion Plasmas" นี้เป็นหนึ่งในเจ็ดศูนย์ Max Planck ที่ก่อตั้งขึ้นในปีนี้

ศูนย์นี้มีแผนจะเริ่มดำเนินการในปี 2027 และจะทำงานในระยะเริ่มต้นเป็นเวลา 5 ปี

การรวมข้อดีของการออกแบบสองประเภท

การวิจัยจะมุ่งเน้นไปที่การรวมข้อดีของเครื่องจักรสองประเภทที่แตกต่างกันคือ Tokamak และ Stellarator โดยมีเป้าหมายในการใช้ฟิวชันเพื่อสร้างพลังงานสะอาด ทั้งสองการออกแบบใช้สนามแม่เหล็กที่ทรงพลังเพื่อจำกัดพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงมาก เพื่อสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการฟิวชันของไฮโดรเจนไอโซโทป อย่างไรก็ตาม พวกเขาใช้วิธีที่แตกต่างกันในการจำกัดพลาสมา Tokamak ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านพลาสมาเพื่อช่วยรักษาการจำกัด ขณะที่ Stellarator ใช้การจัดเรียงของขดลวดแม่เหล็กภายนอกที่ซับซ้อนเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กสามมิติ ซึ่งทำให้ Stellarator มีความซับซ้อนมากขึ้นในการออกแบบและการสร้าง แต่มีศักยภาพที่ดีกว่าในการทำงานอย่างต่อเนื่อง

นักวิจัยหวังว่าจะรวมข้อดีของการออกแบบทั้งสองเพื่อเพิ่มความเสถียรของพลาสมาและพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น

Max Planck Columbia Center จะรวมสองหน่วยงานชั้นนำในด้านพลาสมาฟิสิกส์และการวิจัยฟิวชัน IPP โดยมี Thomas Klinger ผู้อำนวยการกล่าวว่า "เป้าหมายของเราคือการรวมข้อดีของ Tokamak และ Stellarator เพื่อแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญต่อการสร้างโรงไฟฟ้าฟิวชัน สำหรับผมแล้ว การให้โอกาสนักวิจัยในช่วงเริ่มต้นอาชีพได้มีประสบการณ์ระดับนานาชาติในมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงระดับโลกและสร้างเครือข่ายทางวิทยาศาสตร์ที่ยั่งยืนในช่วงเริ่มต้นอาชีพนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง" ความร่วมมือนี้จะทำให้นักวิจัยจาก Columbia University สามารถเข้าถึงสองสิ่งอำนวยความสะดวกฟิวชันชั้นนำในเยอรมนี ได้แก่ Wendelstein 7-X Stellarator ที่ตั้งอยู่ใน Greifswald และ ASDEX Upgrade Tokamak ที่ตั้งอยู่ใน Garching

นักวิทยาศาสตร์จะสามารถเข้าร่วมการทดลองที่สิ่งอำนวยความสะดวกทั้งสองได้โดยตรง ซึ่งจะทำให้สามารถทดสอบแนวคิดและเปรียบเทียบผลลัพธ์ของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ทั้งสองได้

การมีส่วนร่วมจากภาคเอกชน

การวิจัยนี้ยังจะพิจารณาความท้าทายบางประการ เช่น การจัดการกับความร้อนที่รุนแรง การป้องกันการรบกวนของพลาสมาที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน และการปรับปรุงแม่เหล็ก超導ที่ใช้ในอุปกรณ์ฟิวชัน ศูนย์นี้ยังจะมีนักวิจัยจากภาคเอกชนเข้าร่วม และเชิญนักวิทยาศาสตร์จาก Commonwealth Fusion Systems, Proxima Fusion, Thea Energy และ Type One Energy เข้าร่วมในกลุ่มทำงาน

นักวิจัยในช่วงเริ่มต้นอาชีพ รวมถึงนักศึกษาปริญญาเอกและนักวิทยาศาสตร์หลังปริญญาเอก จะสามารถใช้เวลาหนึ่งปีในสถาบันที่ร่วมมือในเยอรมนีหรือนิวยอร์ก โครงการนี้มีระยะเวลา 5 ปี จะได้รับเงินทุนจากแหล่งทุนในสหรัฐอเมริกาเป็นจำนวน 7.5 ล้านดอลลาร์ และจาก Max Planck Institute for Plasma Physics เป็นจำนวน 5 ล้านยูโร เงินทุนจะครอบคลุมค่าใช้จ่ายของนักวิจัย การประสานงานโครงการ การสัมมนา และการแลกเปลี่ยนระหว่างประเทศ

ศูนย์นี้จะร่วมกันนำโดย Thomas Klinger จาก Max Planck Institute for Plasma Physics และ Carlos Paz-Soldan จาก Columbia Engineering โดย Paz-Soldan กล่าวว่า "ผ่านความร่วมมือ เราจะสามารถมอบโอกาสที่ไม่เหมือนใครในการพัฒนาบุคลากรฟิวชันและผลักดันปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญต่อการพัฒนาพลังงานฟิวชัน"

ความสำคัญของความร่วมมือระหว่างประเทศในงานวิจัยฟิวชัน

โครงการความร่วมมือระหว่างสหรัฐอเมริกาและเยอรมนีนี้แสดงถึงแนวโน้มการทำงานร่วมกันในระดับนานาชาติในด้านการวิจัยฟิวชัน โดยการรวมข้อดีทางเทคนิคของทั้งสองประเทศ นักวิจัยสามารถแก้ไขความท้าทายด้านฟิวชันเชิงพาณิชย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ศูนย์นี้ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนทางวิชาการ แต่ยังดึงดูดการมีส่วนร่วมจากภาคเอกชน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชัน ประสบการณ์ระดับนานาชาติของนักวิจัยในช่วงเริ่มต้นอาชีพจะช่วยในการพัฒนาผู้เชี่ยวชาญด้านฟิวชันในอนาคต และผลักดันความก้าวหน้าในด้านนี้ต่อไป