معرفی توکامک فیوژن SPARC، که به عنوان بخشی از همکاری تحقیقاتی بین مرکز علوم و فیوژن پلاسما و سیستم‌های همجوشی مشترک المنافع در حال توسعه است. اعتبار: Commonwealth Fusion Systems
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که دانشگاه‌ها نقش اساسی در رشد و موفقیت مستمر هر صنعت مدرن با فناوری پیشرفته، و به‌ویژه صنعت نوپای فیوژن دارند. با این حال، اهمیت این نقش در تعداد دانشکده های سنتز محور و کانال های آموزشی موجود در حال حاضر منعکس نمی شود.
پاسخگویی دانشگاهیان به تولد سایر زمینه های علمی مدرن، مانند هوانوردی و شکافت هسته ای، الگویی برای گام هایی که دانشگاه ها می توانند انجام دهند برای ایجاد یک زمینه قوی فراهم می کند. سنتز صنعت.
نویسنده دنیس وایت، استاد مهندسی در هیتاچی آمریکا و مدیر مرکز علوم پلاسما و همجوشی در MIT. کارلوس پاز سولدان، دانشیار فیزیک کاربردی و ریاضیات کاربردی در دانشگاه کلمبیا؛ و برایان دی ویرث، استاد مهندسی هسته ای محاسباتی در دانشگاه تنسی، این مقاله اخیرا منتشر شده در دفتر خاطرات فیزیک پلاسما.
با مشارکت نویسندگانی از دانشگاه، دولت و صنعت خصوصیاین مجموعه چارچوبی را برای مشارکت‌های دولتی و خصوصی ترسیم می‌کند که برای موفقیت صنعت همجوشی ضروری است.
اکنون به عنوان یک منبع بالقوه انرژی سبز بی حد و حصر دیده می شود، همجوشی همان فرآیندی است که خورشید را نیرو می دهد – اتم های هیدروژن برای تشکیل هلیوم ترکیب می شوند و مقادیر زیادی انرژی پاک به شکل نور و گرما آزاد می کنند.
هیجانات پیرامون ورود فیوژن باعث ایجاد ده ها شرکت انتفاعی شده است که خود را در خط مقدم صنعت انرژی همجوشی تجاری قرار داده اند. در آینده ای نزدیک، این شرکت ها به شبکه قابل توجهی از کارگران متبحر در زمینه همجوشی نیاز خواهند داشت تا وظایف مختلفی را که مستلزم طیف وسیعی از مهارت ها هستند، انجام دهند.
در حالی که نویسندگان به نقش صنعت خصوصی، به ویژه به عنوان منبعی که به طور فزاینده‌ای برای تامین مالی تحقیقاتی غالب است، اذعان می‌کنند، آنها همچنین نشان می‌دهند که دانشگاه برای توسعه صنعت حیاتی بوده و خواهد بود و نمی‌تواند از رشد صنعت خصوصی جدا شود. علیرغم شواهدی مبنی بر این علاقه فزاینده، اندازه و مقیاس شبکه دانشگاهی در این رشته در دانشگاه های مستقر در ایالات متحده بسیار پراکنده است.
وایت می گوید: «تنوع [fusion] با افزودن مسیرهای بیشتر برای دانشجویان فارغ التحصیل و فارغ التحصیلانی که می توانند سریعتر وارد صنعت شوند، گام مهمی است.”
یک تجزیه و تحلیل نشان داد که اگرچه 57 دانشگاه در ایالات متحده در تحقیقات پلاسما و همجوشی فعال هستند، میانگین تعداد اعضای هیأت علمی پلاسما / فیوژن در هر مؤسسه تنها دو دانشگاه است. برای مقایسه، نمونه‌ای از 10 برنامه برتر US News and World Report برای همجوشی هستهای و هوانوردی/ فضانوردی به طور متوسط نزدیک به 20 دانشکده را به شکافت و 32 دانشکده را به هوا و فضانوردی اختصاص داده اند.
Paz-Soldán می افزاید: «برنامه های همجوشی دانشگاهی و حامیان آنها باید بازی خود را ارتقا دهند و هیئت علمی بیشتری را استخدام کنند تا نیروی کار لازم را برای حمایت از صنعت در حال رشد ایالات متحده فراهم کنند.
رشد و گسترش این رشته ها و سایر رشته ها مانند فناوری کامپیوتر و بیوتکنولوژی از لحاظ تاریخی با ایجاد برنامه های دانشگاهی همراه بوده است که به پیشرفت رشته ها و استقبال گسترده کمک کرده است. ایجاد چنین مسیری برای همجوشی برای اطمینان از رشد پایدار آن ضروری است، و همانطور که Wirth خاطرنشان می کند، “این رشد باید به شیوه ای بین رشته ای در چندین رشته مهندسی و علمی دنبال شود.”
در MIT، نمونه‌ای از این مسیر در مرکز علوم و فیوژن پلاسما دیده می‌شود.
این مرکز پیوندهای تاریخی عمیقی با برنامه های تحقیقاتی دولتی دارد و بزرگترین شرکت فیوژن جهان، Commonwealth Fusion Systems (CFS)، توسط دانشجویان سابق سفید پوست و فوق دکترای MIT از PSFC جدا شد. وایت همچنین به عنوان محقق اصلی در تحقیقات مشترک با CFS در SPARC، یک پلتفرم اثبات مفهوم تلفیقی برای پیشرفت علم tokamak که قرار است در سال 2025 تکمیل شود، خدمت می کند.
مایکل سگال، رئیس نوآوری باز در CFS گفت: «نقش‌های عمومی و خصوصی در جامعه فیوژن به سرعت در پاسخ به رشد توسعه محصولات تجاری با بودجه خصوصی در حال تغییر هستند. صنعت فیوژن به طور فزاینده ای به شرکای دانشگاهی خود برای آموزش دانشجویان، کار در رشته ها و ارائه سریع برنامه های کوچک و متوسط متکی خواهد بود.
به گفته نویسندگان، یکی دیگر از دلایل حیاتی که چرا دانشگاه برای ادامه رشد و توسعه سنتز ضروری باقی می ماند این است که بدون تعارض است. وایت اظهار داشت: “وظیفه ما به اشتراک گذاری اطلاعات و آموزش است، به این معنی که ما درگیری رقابتی نداریم و نوآوری می تواند آزادانه جریان یابد.”
علاوه بر این، علم سنتز ذاتاً چند رشته‌ای است:[It] این به فیزیکدانان، دانشمندان کامپیوتر، مهندسان، شیمیدانان و غیره نیاز دارد، و آوردن همه این رشته ها به یک محیط آکادمیک که در آن طبیعتاً همه با هم فشرده می شوند و با هم همکاری می کنند، آسان است.
با این حال، نویسندگان می‌گویند که ایجاد یک صنعت انرژی جدید به نیروی کار ماهر در رشته‌هایی غیر از STEM نیز نیاز دارد. همانطور که شرکت های فیوژن به رشد خود ادامه می دهند، به تخصص در امور مالی، ایمنی، صدور مجوز و تحلیل بازار نیاز خواهند داشت. هر شرکت موفق فیوژن نیز تأثیرات ژئوپلیتیکی، اجتماعی و اقتصادی عمده ای خواهد داشت که همه آنها باید مدیریت شوند.
در نهایت، چندین مرحله وجود دارد که نویسندگان برای کمک به ایجاد ارتباط بین دانشگاه و صنعت شناسایی می‌کنند که در آینده مهم خواهد بود. اولین مورد این است که دانشگاه ها چشم انداز سنتز به سرعت در حال تغییر را تشخیص دهند و شروع به انطباق کنند. Paz-Soldán می‌گوید: «دانشگاه‌ها باید رشد بخش خصوصی را در ادغام بپذیرند، فرصت‌هایی را که این بخش فراهم می‌کند را بشناسند و به دنبال مشارکت‌های سودمند متقابل باشند».
گام دوم ترکیب ماموریت موسسات آموزشی – دسترسی آزاد بدون درگیری – با جدول زمانی کوتاه شده و نتایج اختصاصی است که با مشارکت خصوصی به دست می‌آید. در عین حال، نویسندگان خاطرنشان می‌کنند که شرکت‌های فیوژن خصوصی باید با انتشار و به اشتراک گذاشتن یافته‌های خود از طریق مجلات معتبر، از شفافیت دانشگاهی استقبال کنند، که بخشی ضروری برای ایجاد اعتماد در صنعت خواهد بود.
نویسندگان می گویند گام نهایی این است که دانشگاه ها در استراتژی های صدور مجوز فناوری انعطاف پذیرتر و خلاق تر شوند تا اطمینان حاصل شود که ایده ها و نوآوری ها راه خود را از آزمایشگاه به صنعت پیدا می کنند.
وایت می گوید: «به عنوان یک صنعت، ما در موقعیت منحصر به فردی هستیم زیرا همه چیز کاملاً جدید است. اما ما آنقدر دانش آموز تاریخ هستیم که بتوانیم ببینیم برای موفقیت چه چیزی لازم است. کمی کردن وضعیت چشم انداز خصوصی و دانشگاهی یک سنگ محک استراتژیک مهم است. با جلب توجه به مسیر فعلی، امیدواریم در موقعیت بهتری برای همکاری با همکاران خود در بخش‌های دولتی و خصوصی و انتخاب آگاهانه‌تر در مورد نحوه ادامه کار باشیم.»
اطلاعات بیشتر:
DG Whyte و همکاران، اکوسیستم تحقیقاتی دانشگاهی مورد نیاز برای حمایت از توسعه انرژی همجوشی، فیزیک پلاسما (2023). DOI: 10.1063/5.0167369
تهیه شده توسط
موسسه تکنولوژی ماساچوست
این خبر با حسن نیت از MIT News بازنشر شده است (web.mit.edu/newsoffice/، یک سایت محبوب است که اخبار مربوط به تحقیق، نوآوری و آموزش MIT را پوشش می دهد.
نقل قول: مطالعه جدید نشان می دهد که چگونه دانشگاه ها برای صنعت همجوشی در حال ظهور حیاتی هستند (2023، 30 نوامبر)، بازیابی شده در 30 دسامبر 2023، از https://phys.org/news/2023-11-universities-critical-emerging-fusion -industry. html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه برای اهداف مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
