- 美国和德国科学家启动1330万美元核聚变技术项目。
- 研究将结合托卡马克和恒星器设计优势，提升等离子体稳定性。
- 中心将涉及来自私营部门的研究人员，促进合作。
- 早期职业研究人员可在德国或纽约的机构中待一年。
来自美国和德国的研究人员正在启动一个价值 1,330 万美元的项目，旨在改善核聚变技术并为未来的核聚变电厂铺平道路。此次合作将哥伦比亚大学和德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所（IPP）的科学家聚集在一起，探索托卡马克和恒星器设计的优势，并解决阻碍商业核聚变能源的挑战。这个名为“马克斯·普朗克哥伦比亚中心：优化核聚变等离子体中的对称性”的虚拟研究中心是今年建立的七个马克斯·普朗克中心之一。
该中心计划于 2027 年开始运作，并初步运行五年。
结合两种设计的优势
研究将专注于结合托卡马克和恒星器这两种不同类型的机器，旨在利用核聚变实现清洁能源。这两种设计都利用强大的磁场来限制极高温度的等离子体，创造氢同位素融合所需的条件。然而，它们在等离子体限制方面采用不同的方法。托卡马克部分依赖于流经等离子体的电流来帮助保持其限制，而恒星器则使用复杂的外部磁线圈排列来创建三维磁场。这使得恒星器在设计和建造上更加复杂，但潜在上更适合持续运行。
研究人员希望结合两种设计的优势，以提高等离子体的稳定性，并开发更实用的核聚变反应堆。
马克斯·普朗克哥伦比亚中心将结合等离子体物理和核聚变研究的两个领先机构。IPP 主任托马斯·克林格表示：“我们的目标是结合托卡马克和恒星器的优势，解决通往核聚变电厂的重要科学和技术问题。对我来说，让早期职业研究人员在世界一流的大学获得国际经验并在职业初期建立持久的科学网络尤其重要。”此次合作将使哥伦比亚大学的研究人员可以接触到两个主要的德国核聚变设施：位于格里夫斯瓦尔德的温德斯坦 7-X 恒星器和位于加尔兴的 ASDEX 升级托卡马克。
科学家将能够直接参加这两个设施的实验，从而可以测试想法并对比两种反应堆设计的结果。
私营部门的参与
该研究还将解决一些挑战，例如管理极端热量、预防突发的等离子体扰动，以及改善用于核聚变设备的超导磁体。该中心还将涉及来自私营部门的研究人员，并邀请来自联邦聚变系统（Commonwealth Fusion Systems）、普罗克西玛聚变（Proxima Fusion）、西亚能源（Thea Energy）和第一能源（Type One Energy）的科学家参加工作组。
早期职业研究人员，包括博士生和博士后科学家，将能够在德国或纽约的合作机构中待上一年。这个为期五年的项目将从美国来源获得 750 万美元的资金，并从马克斯·普朗克等离子体物理研究所获得 500 万欧元的资助。资金将涵盖研究人员、项目协调、研讨会和国际交流的开支。
该中心将由马克斯·普朗克等离子体物理研究所的托马斯·克林格和哥伦比亚工程学院的卡洛斯·帕斯-索尔丹共同主持。帕斯-索尔丹表示：“通过合作，我们将能够提供独特的机会，以发展核聚变人才及推进通往核聚变能源的关键科学问题。”
核聚变研究的国际合作重要性
此次美国与德国的合作项目代表了核聚变研究领域的国际化趋势，通过结合两国的技术优势，研究人员能够更有效地解决商业核聚变的挑战。该中心不仅促进了学术界的交流，还吸引了私营部门的参与，这对于推进核聚变技术的发展至关重要。早期职业研究人员的国际经验也将有助于培养未来的核聚变专才，进一步推动这一领域的进步。