(foto: DTU/Magnus Møller via Ritzau)
Det er nogle af de allermest kritiske forskningsfelter for Europas robusthed og teknologiske suverænitet, der står til at få nye og avancerede faciliteter i Uddannelses- og Forskningsministeriet nye Roadmap for Forskningsinfrastruktur 2025, der netop er blevet offentliggjort.
Fire projekter med DTU som hovedansøger er med i roadmappen og vil fokusere på henholdsvis realtidssimulering af energisystemet, teknologi til moderne atomkraft- og fusionskraftværker og design og produktion af avancerede mikrochips.
Alle er infrastrukturer, der er afgørende for den forskning og innovation, der skal sikre Danmarks og Europas fremtidige konkurrenceevne og robusthed, siger DTU’s rektor, Anders Bjarklev:
– Et stabilt og sikkert energisystem samt evnen til selv at kunne udvikle og fabrikere chips er nogle af de grundpiller, som fremtidens Europa skal stå på. Med to store forskningsinfrastrukturprojekter, der finansieres med det samme og to, der fremhæves som strategisk vigtige, bygger DTU nu videre på en næsten 200 år lang tradition for at levere viden, der gavner samfundet og gør os i stand til at træffe beslutninger på et oplyst og faktabaseret grundlag, siger han.
DTU driver i dag nationale forskningsinfrastrukturer indenfor en række forskningsfelter. Det gælder blandt andet forskningsskibet DANA IV, Poul la Cour-vindtunnelen og DTU Nanolab.
Læs mere om de fire nye infrastrukturprojekter på DTU herunder.
Roadmap for forskningsinfrastruktur 2025
Roadmappen udgives cirka hvert fjerde år af Uddannelses- og Forskningsministeriet og består af forskningsinfrastrukturprojekter, som fremhæves som særligt strategisk vigtige for dansk og europæisk forskning.
Roadmappen bruges typisk som prioriteringsværktøj for udmøntningen af Puljen til Forskningsinfrastruktur på finansloven. At et projekt er nævnt i roadmappen er dog ikke en garanti for, at det bliver finansieret.
Prorektor på DTU, Christine Nellemann, er næstforperson i Nationalt Udvalg for Forskningsinfrastruktur, NUFI, som har vurderet ansøgninger og anbefalet projekter til roadmappen.
Robuste energisystemer i en ustabil verden
Med fortsat stigende elektrificering og omstilling til vedvarende energi er fremtidens energisystem langt mere komplekst end det, vi kender i dag. Samtidig stiller de seneste års geopolitiske udvikling ikke kun krav til forsyningssikkerhed, men også til modstandsdygtighed overfor nye typer af trusler – fysiske såvel som digitale.
For at imødekomme disse udfordringer planlægges RT Center (Real Time Computing Center) som en ny infrastruktur knyttet til det eksisterende PowerLabDK. Infrastrukturen gør det muligt at simulere energisystemer i meget høj opløsning og i realtid. Hvor sekund-skala hidtil har været tilstrækkelig, kræver fremtidens elsystem baseret på effektelektronik og digital styring simulering på mikro- og millisekundniveau.
Med avanceret regnekraft og specialiserede modeller vil RT Center understøtte udvikling af sikre og robuste energisystemer med forskning i nye styrings- og designmetoder, blandet andet med udnyttelse af AI. Et centralt fokus er stresstest af energisystemet mod ekstreme vejrfænomener og hybridangreb i et sikkert miljø, så sårbarheder opdages og udbedres, før hackere og andre kan udnytte dem.
Centeret vil også gøre det muligt at koble fysiske komponenter til den digitale simulering, så man f.eks. kan validere, at en ny type vindmølle lever op til de specifikationer, elnettet kræver. Denne proces, som i dag kræver langvarige og dyre test af en fuldskala testmølle, vil dermed kunne gennemføres langt hurtigere og med lavere omkostninger.
Centeret vil være det første af sin slags i Europa og vil blive ledt af DTU med Aarhus Universitet, Aalborg Universitet, Københavns Universitet og Copenhagen Business School som medforslagsstillere og en stribe danske virksomheder som partnere.
RT Center er budgetteret til i alt 165 mio. kroner, hvoraf 60 mio. søges finansieret af Uddannelses- og Forskningsministeriet.
Moderne atomkraft
Nuclear Salt Loop Facility bliver et laboratorie, hvor der forskes i saltsmelter under betingelser, der er karakteristiske for driften af saltsmeltereaktorer – en type atomreaktor, der er under udvikling flere steder i verden, herunder i Danmark, og er et bud på den næste generation af atomkraft. Saltsmelter vurderes samtidigt at kunne spille en rolle for udviklingen af nye typer energilagring.
Laboratoriet kommer konkret til at indeholde kredsløb, hvori smeltede salte med indhold af atombrændsel cirkulerer. Avancerede sensorer og måleinstrumenter gør det muligt at undersøge både brændslet, saltene og de strukturelle materialer, kredsløbene er lavet af. Eksperimenterne vil tillade tværfaglig forskning på højt internationalt niveau indenfor både reaktorfysik, saltsmelte-kemi, strålingsfysik, materialeteknologi og andre felter.
Laboratoriet vil desuden kombinere eksperimentelle data med modeller, så man kan udvikle og validere sikkerhedssystemer til saltsmeltereaktorer.
Nuclear Salt Loop Facility etableres på DTU på Risø campus i samarbejde med Aarhus Universitet og Syddansk Universitet.
Budgettet for etableringen af laboratoriet er på i alt 33,3 mio. kroner, hvoraf Uddannelses- og Forskningsministeriet dækker 14,9 mio. Bevillingen udmøntes med det samme.
Førende fusionsforskning
Danish Fusion Infrastructure, DFI, bliver et unikt testanlæg for forskning i fusionsenergi med udgangspunkt i en såkaldt Stellerator-Tokamak hybrid-reaktor, der bygges på DTU. Fusionsenergi er en type kernekraft, hvor atomkerner smelter sammen, hvilket frigiver meget store mængder energi.
Med infrastrukturen træder Danmark ind i en lille klub af lande, som har udstyret og evnerne til at udvikle teknologi til fusionskraft på det højeste tekniske niveau – til gavn for både danske forskere, studerende og virksomheder.
Anlægget vil have fire primære fokuser indenfor udvikling og forskning:
Metoder til at drive plasma rundt i reaktoren. Dette er en af de grundlæggende problemstillinger for tokamakreaktorer, der i dag kun kan drive plasmaet i korte perioder ad gangen. Nye og lovende metoder er blevet foreslået, og disse kan testes eksperimentelt i DFI.
Udvikling af plasmadiagnostikker. En helt central del af udviklingen af fusionsenergi er at kunne måle, registrere og forstå partikler og stråling, som opstår i en fusionsreaktor. DTU har haft en ledende rolle i udviklingen af alfapartikel-diagnostistik på verdens største internationale energiprojekt, ITER.
Undersøgelse af materialer til fusionsreaktorer. Forholdene i en fusionsreaktor er på alle måder ekstreme. De materialer, som er i tættest kontakt med plasmaet, skal derfor kunne tåle både meget høje temperaturer og et intenst bombardement af partikler og stråling. DFI vil gøre det muligt for det verdensførende danske forskningsmiljø indenfor materialekaraterisering og -udvikling at arbejde intensivt med materialer til brug i fremtidige fusionskraftværker.
Robotteknologi til fjernstyret vedligeholdelse af reaktoren. Når et fremtidigt fusionskraftværk skal i kontinuerlig drift, bliver det nødvendigt at udskifte komponenter på en sikker og effektiv måde ved hjælp af robotteknologi. En del af DFI bliver derfor en testfacilitet på SDU Center for Large Structure Production, hvor teknologien til at løfte og manipulere komponenter på op til 180 ton kan udvikles.
DFI har et samlet budget på 68 mio. kr., hvoraf 30,6 mio. finansieres af Uddannelses- og Forskningsministeriet. Bevillingen udmøntes med det samme.
Infrastrukturen drives af DTU med Syddansk Universitet, Aarhus Universitet og Aalborg Universitet som samarbejdspartnere.
Kvantechips på dansk grund
PHODESIK – Photonic Process Design Kit – vil gøre det gøre det lettere og hurtigere at udvikle og producere avancerede fotoniske chips i Danmark. Kernen i PHODESIK er et såkaldt Process Design Kit (PDK) – en slags værktøjskasse – som gør det muligt at designe og producere fotoniske kredsløb til både forskning på højeste niveau og nye kommercielle produkter. PHODESIK vil være en udvidelse af DTU Nanolab og inddrage stærke forskningsmiljøer på DTU Electro og DTU Fysik.
Fotoniske chips bruges blandt andet i udviklingen af kvantecomputere, men forventes også at blive afgørende for en række andre teknologier som f.eks. lynhurtig og sikker global kommunikation.
Det såkaldte Process Design Kit vil både bestå af retningslinjer og værktøj til design af fotoniske kredsløb på chips, fysisk infrastruktur som maskiner, instrumenter og renrumsfaciliteter samt adgang til DTU Nanolabs eksisterende ekspertise og teknologier indenfor nanofabrikation.
Design og produktion af avancerede mikrochips er en central del af det globale teknologikapløb. I dag designes en stor del af verdens chips i USA, mens størstedelen produceres i Taiwan. Specielt kvantechips, som PHODESIK vil blive indrettet til at udvikle, bliver ofte fremhævet som en særligt kritisk teknologi, der kan revolutionere kryptering, kommunikation og andre felter i fremtiden.
Ambitionen med PHODESIK er at gøre det muligt for danske forskere og virksomheder at udvikle og producere fotoniske chips af høj kvalitet både hurtigt og effektivt. Samtidig vil faciliteten spille en central rolle i uddannelse og rekruttering af studerende.
PHODESIK vil blive forankret på DTU Nanolab med Aarhus Universitet, Københavns Universitet, Syddansk Universitet og Danish Fundamental Metrology som samarbejdspartnere.
Infrastrukturen har et samlet budget på 161 mio. kr. hvoraf 80 mio. søges finansieret af Uddannelses- og Forskningsministeriet.
