European High Power Laser Energy Research Facility (HiPER)

Transcript

1 έρευνα European High Power Laser Energy Research Facility (HiPER) ενηµέρωση Το HiPER είναι ερευνητική υποδοµή του οδικού χάρτη υποδοµών της Ευρωπαϊκής Ένωσης στον τοµέα της ενέργειας. Το HiPER αντιπροσωπεύει την προσπάθεια της Ευρώπης να πρωτοπορήσει στην έρευνα για την παραγωγή ενέργειας από ελεγχόµενη σύντηξη υδρογόνου µε τη µέθοδο της γρήγορης ανάφλεξης (Fast Ignition). Η παραγωγή ενέργειας από ελεγχόµενη σύντηξη είναι µια ελκυστική, περιβαλλοντικά καθαρή πηγή ενέργειας που χρησιµοποιεί το υδρογόνο ως κύρια πηγή καυσίµου. Το πρόγραµµα έχει τεράστια πολιτική σηµασία για την Ευρώπη και ειδικότερα για τις χώρες που συµµετέχουν σε αυτό όπως είναι και η Ελλάδα. Δύο είναι οι κύριοι στόχοι του προγράµµατος: 1. Η σχεδίαση και κατασκευή πρότυπης υποδοµής Laser πολλαπλών δεσµών για τη διεξαγωγή έρευνας για την ελεγχόµενη σύντηξη υδρογόνου µε τη µέθοδο της γρήγορης ανάφλεξης. Για το σκοπό αυτό πρέπει να αναπτυχθεί τεχνολογία που δεν υπάρχει σήµερα (laser, ηλεκτρονικά, οπτική, αυτοµατισµοί κ.α.). 2. Η χρήση της υποδοµής αυτής από τη διεθνή επιστηµονική κοινότητα για τη µελέτη νέων φαινοµένων (εκτός σύντηξης) που παρουσιάζονται όταν η ύλη αλληλεπιδρά µε εξαιρετικά ισχυρά πεδία (βασική επιστήµη). Τέτοια φαινόµενα δεν έχουν µελετηθεί ξανά σε των Δρ. Νεκτάριου Παπαδογιάννη, Δρ. Μιχάλη Ταταράκη εργαστήριο στη Γη. Υποδοµές: Μία βασική υποδοµή Laser που θα στεγάσει τον αντιδραστήρα της σύντηξης καθώς και δορυφορικές υποδοµές ανάπτυξης της επιστηµονικής και τεχνολογικής βάσης για την παραγωγή της σύντηξης. Λόγω της ισχυρής επιστηµονικής συµµετοχής της Ελλάδας στο πρόγραµµα, στόχος είναι η δηµιουργία µίας εκ των δορυφορικών εγκαταστάσεων στην Ελλάδα (Κρήτη) που θα βασίζεται αρχικά σε σηµαντικό βαθµό σε εξοπλισµό που έχει ήδη αποκτηθεί από το Τ.Ε.Ι. Κρήτης από Ευρωπαϊκά και Εθνικά κεφάλαια. Η υποδοµή αυτή έχει αρχίσει να κατασκευάζεται και θα µας παραδοθεί την άνοιξη του Αναµενόµενες επιπτώσεις σε επιστηµονικό και κοινωνικοοικονοµικό επίπεδο. Οι πρόσφατες διεθνείς επιστηµονικές ανακαλύψεις στις οποίες η Ελληνική συµµετοχή έπαιξε σηµαντικό ρόλο αναδεικνύουν τη σύντηξη µε τη µέθοδο της γρήγορης ανάφλεξης σε δυναµικό υποψήφιο παραγωγής ενέργειας χωρίς απόβλητα. Για τη σχεδίαση και την κατασκευή των υποδοµών της ελεγχόµενης σύντηξης θα χρειασθεί να απαντηθούν καίρια επιστηµονικά ερωτήµατα που θα προάγουν σε µέγιστο βαθµό τις θετικές επιστήµες και την τεχνολογία και θα παράξουν νέα επιστηµονική γνώση και νέες τεχνολογικές µεθόδους. 60 Ν. Παπαδογιάννης: Καθηγητής, Προϊστάµενος Τµήµατος Μουσικής Τεχνολογίας και Ακουστικής-

2 Η ελεγχόµενη σύντηξη η οποία είναι µια περιβαλλοντικά καθαρή πηγή ενέργειας, χωρίς απόβλητα, θα αλλάξει δραστικά το ενεργειακό τοπίο διεθνώς καθώς υπάρχει άφθονη πρώτη ύλη (θαλασσινό νερό). Οι επιπτώσεις στο περιβάλλον από τη χρήση ρυπογόνων πηγών ενέργειας θα περιοριστούν µε όλες τις προφανείς θετικές κοινωνικοοικονοµικές επιπτώσεις στον πλανήτη µας. Η ενεργή και ισότιµη συµµετοχή της Ελλάδας στο πρόγραµµα, της οποίας η συµµετοχή ισχυροποιείται µε τη δηµιουργία της δορυφορικής υποδοµής (CPPL), θα δώσει το δικαίωµα στη χώρα µας να έχει ρόλο στην αρχική ιδέα και στη συγγραφή της πρότασης. Ο ρόλος της Ελληνικής Επιστηµονικής οµάδας είναι: 1. Διεξαγωγή επιστηµονικής έρευνας για τη µελέτη των φαινοµένων που λαµβάνουν χώρα κατά την αλληλεπίδραση ισχυρών πεδίων Laser µε την ύλη και κυρίως διεξαγωγή έρευνας για το σηµαντικό επιστηµονικό κοµµάτι της γρήγορης ανάφλεξης του συµπιεσµένου υδρογόνου από σχετικιστικές ηλεκτρονικές δέσµες, τόσο σε πειραµατικό όσο και σε θεωρητικό επίπεδο. 2. Ανάπτυξη πρωτοποριακών διαγνωστικών µελέτης του θερµού συµπιεσµένου πλάσµατος. 3. Ανάπτυξη νέας τεχνολογίας στον τοµέα της οπτοηλεκτρονικής και αυτοµατισµών για τη στήριξη των υποδοµών του HiPER. Στόχος είναι σηµαντικό µέρος της παραπάνω έρευνας να λάβει χώρα στη δορυφορική Ελληνική εγκατάσταση. Τέλος η Ελληνική οµάδα θα συµµετέχει στα τελικά πειράµατα σύντηξης που θα λάβουν χώρα στην κύρια εγκατάσταση (αντιδραστήρας σύντηξης). Είναι σηµαντικό να τονισθεί ότι η σηµαέ ρ ε υ ν α προνοµιακή χρήση στα αποτελέσµατα του προγράµµατος (ενέργεια, τεχνογνωσία, επιστηµονική γνώση). Παρουσίαση του ρόλου και της σηµασίας της συµµετοχής της ελληνικής οµάδας στο έργο Η Ελληνική οµάδα αποτελείται από επιστήµονες που µε τη δηµοσιευµένη σε κορυφαία επιστηµονικά περιοδικά έρευνα τους (Science, Nature, PRL κ.α.) και τις συνεργασίες που έχουν αναπτύξει µε κορυφαία διεθνώς Ιδρύµατα, έπαιξαν σηµαντικό 61

3 έρευνα ενηµέρωση µέλος της «Executive Board Commitee» του HiPER. Ρόλος της Ελληνικής Κυβέρνησης: Η Ελληνική Κυβέρνηση συµµετέχει επίσηµα στο έργο (βλέπε site: και θα διαδραµατίσει σηµαντικό ρόλο στις πολιτικές αποφάσεις που αφορούν: σία της Ελληνικής συµµετοχής έχει αναγνωρισθεί από τους εταίρους µε τη συµµετοχή µέλους της Ελληνικής οµάδας (Μιχάλης Ταταράκης) στο συµβούλιο αποφάσεων του HiPER (Project Management Commitee). Επίσης ο Δρ. Μιχάλης Ταταράκης είναι ο Επιστηµονικός υπεύθυνος του σηµαντικού πακέτου εργασίας «Fundamental Science» και ήταν ο κύριος οµιλητής στην επίσηµη πανηγυρική τελετή έναρξης του προγράµµατος στο Science Museum στο Λονδίνο. Το ΤΕΙ Κρήτης είναι ο «Leading Participant» του πακέτου εργασίας «Fundamental Science». Επιπλέον ο διεθνούς φήµης Έλληνας επιστήµονας Δηµήτρης Νανόπουλος είναι 1. Σε ποια χώρα θα αναπτυχθεί η κύρια εγκατάσταση του HiPER. 2. Θα ενισχύσει την απαίτηση της Ελληνικής οµάδας για δορυφορική εγκατάσταση στην Ελλάδα. Η συνεργασία της Ελληνικής Κυβέρνησης και της Ελληνικής επιστηµονικής οµάδας αποσκοπεί στο µέγιστο δυνατό όφελος 62

4 για τη χώρα µας τόσο σε επιστηµονικό όσο και σε κοινωνικοοικονοµικό επίπεδο. Θεωρούµε σηµαντική την ύπαρξη οµάδων εργασίας που θα συζητούν και θα αποφασίζουν για τα θέµατα που προκύπτουν κατά τη διάρκεια εκτέλεσης του έργου. Το ανώτατο επιστηµονικό συµβούλιο αποφάσεων του HiPΕR πρότεινε τη δηµιουργία συµβουλίου αντιπροσώπων που θα απαρτίζεται από µέλη αντίστοιχων κυβερνητικών φορέων των χωρών που συµµετέχουν. Άλλες ελληνικές οµάδες που δραστηριοποιούνται στο επιστηµονικό πεδίο του έργου, µε τις οποίες υπάρχει δυνατότητα συνεργασίας µε στόχο τη δηµιουργία κρίσιµης µάζας Ελλήνων ερευνητών Πέραν της επιστηµονικής οµάδας του ερευνητικού κέντρου CPPL του Τ.Ε.Ι. Κρήτης (7 έµπειροι ερευνητές, 4 επισκέπτες ερευνητές, 8 µεταδιδακτορικοί συνεργάτες και Marie Curie Fellows, 5 µεταπτυχιακοί & διδακτορικοί φοιτητές, 10 προπτυχιακοί φοιτητές, και 3 φοιτητές Erasmus) στα θέµατα αυτά, δραστηριοποιούνται οι οµάδες: 1. του Αναπληρωτή Καθηγητή Σ. Μουσταιζή (Γενικό Τµήµα Πολυτεχνείου Κρήτης) 2. του καθηγητή Κ. Κοσµίδη (Τµήµα Φυσικής Πανεπιστηµίου Ιωαννίνων) 3. έχει ξεκινήσει κύκλος επαφών µε οµάδες ή µεµονωµένους επιστήµονες σε ερευνητικά κέντρα της χώρας (Δηµόκριτος, ΙΤΕ) καθώς και Πανεπιστήµια της χώρας (π.χ. Πανεπιστήµιο Αθηνών, Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου). Στόχος είναι η όσο το δυνατόν µεγαλύτερη ακαδηµαϊκή συµµετοχή Ελλήνων επιστηµόνων και φορέων. Με τον τρόπο αυτό διασφαλίζεται η µέγιστη δυνατή διάχυση και µεταφορά της νέας γνώσης και τεχνολογίας στον Ελλαδικό χώρο. Έχει ήδη κατατεθεί πρόταση σε πρόσκληση της ΓΓΕΤ για τη δηµιουργία Ελληνικού δικτύου (HiPER-GR) για την αξιοποίηση της κύριας αλλά και της Ελληνικής δορυφορικής Υποδοµής. Την πρόταση αυτή έχουν συνυπογράψει τα ακόλουθα Ιδρύµατα και φορείς: ΤΕΙ Κρήτης (Συντονιστής), Πολυτεχνείο Κρήτης, Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων, ΕΜΠ, Πανεπιστήµιο Αθηνών, ΙΤΕ (ΙΗΔΛ & ΕΙΧΗΜΥΘ), Ακαδηµία Αθηνών, Πανεπιστήµιο Πατρών, Δηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, ΕΚΕΦΕ Δηµόκριτος, Εθνικό Ίδρυµα Ερευνών, ΔΕΗ, TROPICAL. Δυνητικοί χρήστες της υποδοµής από την Ελλάδα (εκτίµηση των επιστηµονικών ειδικοτήτων που µπορούν να επωφεληθούν από την υποδοµή, αριθµητική εκτίµηση του αριθµού των εν δυνάµει χρηστών, ενδεχόµενος ρόλος του ιδιωτικού τοµέα). Την εγκατάσταση µπορούν να χρησιµοποιήσουν ελληνικές επιστηµονικές οµάδες που δραστηριοποιούνται στον χώρο ενέργειας, της φυσικής λέιζερ & πλάσµατος και αλληλεπίδρασής τους µε την ύλη, της πυρηνικής φυσικής, της ατοµικής και µοριακής φυσικής, της σωµατιδιακής φυσικής, της ηλεκτρονικής και οπτοηλεκτρονικής τεχνολογίας, της ηλεκτρολογίας (για µελέτες και κατασκευές που σχετίζονται µε τη χρήση της παραγόµενης ενέργειας). Ο αριθµός των ατόµων που συµµετέχουν στις παραπάνω οµάδες στην Ελλάδα, που ταυτόχρονα είναι και δυνητικοί χρήστες, υπολογίζονται κατ ελάχιστο σε διακόσιοι. Όλες οι ιδιωτικές εταιρείες που ήδη δραστηριοποιούνται ή θα δραστηριοποιηθούν στο µέλλον στη χώρα µας σε θέµατα παραγωγής, µεταφοράς και διαχείρισης ενέργειας, µπορούν να συµµετέχουν, είτε αυτόνοµα είτε σε κοινοπραξίες, για τη χρήση του τελικού προϊόντος του προγράµµατος, που είναι η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη. έ ρ ε υ ν α 63

5 έρευνα ενηµέρωση Δυνατότητα και οφέλη δηµιουργίας δορυφορικής εγκατάστασης στην Ελλάδα. Στο Κέντρο Φυσικής Πλάσµατος και Laser (CPPL) του ΤΕΙ Κρήτης εργάζονται αυτή τη στιγµή 7 έµπειροι ερευνητές, 4 επισκέπτες ερευνητές, 8 µεταδιδακτορικοί συνεργάτες και Marie Curie Fellows, 5 µεταπτυχιακοί & διδακτορικοί φοιτητές, προπτυχιακοί φοιτητές, και 3 φοιτητές Erasmus. Το Εργαστήριο αυτό στη διάρκεια της ύπαρξης του έχει επιτύχει σηµαντικό αριθµό ευρωπαϊκών και εθνικών χρηµατοδοτήσεων (~ 3ΜEuro). Το Κέντρο έχει εξοπλισθεί µε τελευταίας τεχνολογίας επιστηµονικό εξοπλισµό στον τοµέα που δραστηριοποιείται. Με βάση τα παραπάνω είναι προφανές ότι το CPPL διαθέτει τόσο το κατάλληλο προσωπικό όσο και τον απαραίτητο αρχικό εξοπλισµό για τη δηµιουργία της δορυφορικής εγκατάστασης. Είναι σηµαντικό να τονισθεί ότι στα πλαίσια της εξεύρεσης µεγαλύτερου χώρου για την εξυπηρέτηση των δραστηριοτήτων του Κέντρου έχει βρεθεί χώρος 12 στρεµµάτων για την ανέγερση κτιρίου ειδικών προδιαγραφών που µπορεί να φιλοξενήσει τη δορυφορική εγκατάσταση. Η ανέγερση του κτιρίου βρίσκεται στο τελικό στάδιο. Η δορυφορική αυτή εγκατάσταση θα ενισχύσει στον υπέρτατο βαθµό τη σηµασία της Ελληνικής συµµετοχής στο HiPER και θα είναι προσβάσιµη από την Ελληνική ακαδηµαϊκή κοινότητα που θα δραστηριοποιηθεί στα πλαίσια του HiPER. Επίσης θα ενισχύσει τη συνεργασία της Ελληνικής οµάδας µε τους εταίρους στο HiPER µέσα από τη χρήση των εγκαταστάσεων από οµάδες του εξωτερικού. Χώρα ή χώρες µε τις οποίες υπάρχει καλύτερη, µακροχρόνια και ευρύτερη συνεργα- 64

6 σία µέσα στην κοινοπραξία. Με τη Μεγάλη Βρετανία υπάρχει µακροχρόνια και σε βάθος συνεργασία για τα θέµατα του HiPER αλλά και γενικότερα στα θέµατα του επιστηµονικού τοµέα της Φυσικής Πλάσµατος και της αλληλεπίδρασης ακτινοβολίας Laser µε την ύλη. Με το Rutherford Appleton Laboratory (συντονιστής της πρότασης) και µε το Imperial College London υπάρχουν ανταλλαγές τόσο επιστηµονικού προσωπικού (ενισχυµένες οικονοµικά από προγράµµατα Marie Curie ΤοΚ) όσο και εξοπλισµού καθώς υπάρχει µακροχρόνια συνεργασία σε θέµατα έρευνας. Υπάρχουν επίσης πολλές κοινές πρωτοποριακές επιστηµονικές δηµοσιεύσεις στον θεµατικό πυρήνα του HiPER. Επίσης µε τη Γαλλία (ILP) και την Ιταλία (CNR, CNISM) έχουν αναπτυχθεί ισχυροί επιστηµονικοί δεσµοί. έ ρ ε υ ν α TEI of Crete, Centre for Plasma Physics & Lasers PROGRAMME: CAPACITIES WORKPROGRAMME, PART 1 - INFRASTRUCTURES, CALL IDENTIFIER FP7-INFRASTRUCTURES , 7TH FRAMEWORK PROGRAMME, Επικοινωνία: Prof. Michael Tatarakis m.tatarakis@chania.teicrete.gr Tel: , Fax: Prof. Nektarios Papadogiannis npapadogiannis@staff.teicrete.gr Tel: , Fax: