EliteForsk-Rejsestipendiat til forskning i fusionsenergi

torsdag 28 feb 19

Kontakt

Birgitte Madsen
Ph.d.-studerende
DTU Fysik

Om EliteForsk-rejsestipendiet

Et EliteForsk-rejsestipendium er på 200.000 kr. og skal bidrage til, at meget talentfulde ph.d.-studerende kan få længerevarende studieophold ved de allerbedste forskningsmiljøer i verden. Der uddeles op til 20 EliteForsk-rejsestipendier årligt.

Birgitte Madsen fra DTU Fysik har modtaget et Eliteforsk-Rejsestipendium til sin forskning i fusionsenergi. Forskningen foregår blandt andet på DTU, på DIII-D i USA og EAST i Kina, så der er rigeligt at bruge rejsestipendiet til. 

Potentialet i Birgitte Madsens forskning er ikke til at tage fejl af. Fusionsforskningen kan åbne døren for en nærmest uudtømmelig energikilde, der samtidig er CO2-neutral.

Allerede i gymnasietiden blev Birgitte for alvor interesseret i kernefusion under et besøg på den Europæiske eksperimentelle fusionsreaktor JET i England.  Kompleksiteten og potentialet i fusionsforskning samt muligheden for at forske i næsten en uudtømmelig energikilde tiltrak med det samme interessen.

”Jeg blev straks fascineret af kompleksiteten af brændselsmaterialet, hvilket sammen med potentialet i fusion som en nærved uudtømmelig kilde til energi, gør fusionsforskningen både spændende og essentiel. De mange aspekter af fusionsforskningen inspirerer mig stadig, og jeg finder det motiverende at indgå i et internationalt miljø, hvor samarbejde på tværs af landegrænser er nødvendigt i jagten på en ny bæredygtig energikilde”, fortæller Birgitte, der er Phd-studerende på DTU Fysik.

Hvad stipendiet skal bruges til, er Birgitte allerede i gang med planlægge. Rejsestipendiet åbner muligheder for at Birgitte kan specialisere sig og få muligheden for at arbejde sammen med nogle af verdens førende forskere og opnå ekspertise inden for hendes felt.

”Jeg får mulighed for længerevarende studieophold ved den førende kinesiske fusionsreaktor EAST på Chinese Academy of Sciences i Hefei. Her vil jeg samarbejde med Professor Juan Huang, som er hovedansvarlig for relevante hurtig-ion-diagnostikker. Gennem min forskning ved EAST vil jeg opnå ekspertise inden for højrelevant dataanalyse, som spiller en stadigt større rolle i fusionsforskningen. Dette ophold vil åbne døre for fremtidige forskningsstillinger ved prestigefyldte og samfundsnødvendige fusionsfaciliteter”, fortæller Birgitte.

I sit ph.d-projekt forsker Birgitte i kernefusion, hvor lette atomkerner frigiver store mængder energi ved sammensmeltning, er en af fremtidens mest lovende bæredygtige energikilder. Men inden fusion kan realiseres som bæredygtig energikilde er der en række udfordringer.

En af disse er at kontrollere de hurtige ioner, som dannes ved opvarmning af brændselsmaterialet og i fusionsprocesserne selv. Komplekse interaktioner kan nemlig ændre ionernes opførsel, hvilket kan føre til både maskinskade og nedkøling af materialet.

”I mit Ph.d.-projekt studerer jeg de hurtige ioner i forskellige scenarier. Hovedsageligt i den kinesiske fusionsreaktor EAST. Konklusionerne er især essentielle for fremtidens stor-skala fusionsreaktorer, hvor hurtig-ion-tab af bare få procent forventes at have fatale konsekvenser for maskinens komponenter”, forklarer Birgitte.

Da kernefusion kræver ekstremt høje temperaturer, kan fordelingen af de hurtige ioner i centrum af brændselsmaterialet ikke måles direkte.

”I stedet rekonstruerer vi fordeling fra et begrænset antal spektroskopiske målinger uden for materialet. En væsentlig udfordring i mit projekt er at opnå en tilfredsstillende opløsning og lav nok støj til, at vi fra rekonstruktionerne kan observere ændringer i den hurtige-ion-fordeling i forskellige scenarier. Med den viden, vi opnår, vil vi komme et skridt nærmere muliggørelsen af fusion som fremtidens bæredygtige energikilde”, forklarer Birgitte.

Hvad er Fusionsenergi?

Fusionsenergi er solens og stjernernes energiforsyning. Den opstår ved at lette atomkerner – brintkerner – smelter sammen til tungere kerner – f.eks. Heliumkerner. Herved udvikles store mængder af energi. Det er denne proces fusionsforskningen vil efterligne på jorden, hvor fusionsenergien kommer fra sammensmeltning af brintisotoperne Deuterium (tungt brint) og Tritium (supertungt brint). For at atomerne kan støde sammen med hinanden og fusionere, varmer man brændstoffet op til temperaturer omkring 200 millioner grader celsius.