INSTITUTO DE PLASMAS E FUSÃO NUCLEAR - LA APRESENTAÇÃO DAS LINHAS DE ACTIVIDADE EM PROJECTOS INTERNACIONAIS DE GRANDE DIMENSÃO por Carlos Varandas 1, Fernando Serra 2 e Luis Silva 2 1 Professor Catedrático do Instituto Superior Técnico, Presidente do IPFN 2 Professor Associado do IST, Vice-Presidente do IPFN 1
1. Constituição e áreas de especialização do IPFN Após 6 anos de sucesso da colaboração CFN / CFP no CFN-LA foi criado o IPFN (2008) Composição IPFN (CFN-LA) Centro de Fusão Nuclear (CFN) Centro de Física dos Plasmas (CFP) Grupo de Física Experimental Grupo de Diagnósticos de Micro-Ondas Grupo de Teoria e Modelização Grupo de Controlo e Aquisição de Dados Grupo de Lasers e Plasmas Grupo de de Electrónica de Gases Áreas Temáticas - Fusão Nuclear Controlada Contrato de Associação EURATOM/IST (1990-2013) Acordo de Mobilidade da EURATOM (1990-2013 European Fusion Development Agreement (2000-2013) European Joint Undertaking for ITER and the Development of Fusion Energy F4E (2007-2042) - Tecnologias de Plasmas e Lasers Intensos Programas da FCT Programas-Quadro da União Europeia 2
Áreas de Especialização (1/2) - Operação de Dispositivo Experimentais de Grande Complexidade o Tokamak ISTTOK o Laboratório de Lasers Intensos (L2I) - Sistemas e Circuitos de Micro-Ondas o Geração de Plasmas por Ondas Superficiais o Geração de Corrente e Aquecimento Auxiliar de Plasmas - Diagnósticos o Sondas eléctricas e magnéticas o Interferometria e Reflectometria o Analisador da deflexão de um feixe iónico o Espectroscopia activa e passiva o Sistemas ópticos o Detectores de radiação 3
Áreas de Especialização (2/2) - Teoria e Modelização o Descargas em Gases o Plasmas Espaciais o Plasmas de Fusão o Interacção Laser-Plasma o Aceleradores a Plasma - e-ciência o Supercomputação, visualização científica e cálculo científico em plataformas inovadoras (multi-core e GPUs) - Sistemas de Controlo e Aquisição de Dados o Instrumentação Digital para Temporização, Controlo e Aquisição de Dados o Processamento de Sinais 4
2. Linhas de Actividade - A actividade na área temática Fusão Nuclear por confinamento magnético é realizada no âmbito do Programa de Fusão da EURATOM, um programa integrado, de muito longa duração e que envolve todos os Estados Membros da União Europeia e a Suiça - A actividade relacionada com a Fusão por Confinamento Inercial também está incluída no Programa de Fusão da EURATOM - A restante actividade na área Tecnologias de Plasmas e Lasers Intensos é realizada no quadro de colaborações com prestigiadas instituições de I&D da União Europeia e dos Estados Unidos 5
Projectos na área temática Fusão Nuclear (1/3) o Em Portugal (Tokamak ISTTOK e Teoria e Modelização) o Em dispositivos experimentais de um Estado Membro: participação nos programas de o Num dispositivo experimental comunitário: Exploração científica do tokamak JET ASDEX-Upgrade (Alemanha), TJ-II (Espanha), TCV (Suiça), FTU (Itália), MAST (Reino Unido), TORE SUPRA (França), COMPASS (Rep. Checa), W7-X (Alemanha). o Em colaboração com Países Latino- Americanos, com relevo especial para o Brasil (TCA-Br). 6
Projectos na área temática Fusão Nuclear (2/3) A Associação EURATOM/IST tem o quarto maior orçamento no Programa de Mobilidade da EURATOM e a terceira maior participação nas campanhas experimentais do JET para 2008 Country Participation on JET Campaigns C1-C14 Switzerlan 3% Spain 3% Italy 16% France 12% Netherlands Belgium 3% 4% Others 3% Sweden 7% Germany 16% Portugal 6% Finland 3% UK 24% % 35 30 25 20 15 10 5 0 Orders C20-C25 (2008) Sweden UK Finland Switzerland Other Portugal Poland Germany Italy Spain France Belgium 7
Projectos na área temática Fusão Nuclear (3/3) Colaboração na construção do ITER - Contratos directos com o ITER: o Participação, eventual liderança, na concepção, projecto e construção do sistema de controlo, aquisição de dados e comunicação (CODAC) - Contratos através da Agência Europeia Fusion for Energy : o Diagnósticos (Liderança da equipa europeia de reflectometria, colaboração na câmara de neutrões e no Thomson scattering ) o Controlo e Manipulação Remota (sistemas de transporte e de visão do interior da máquina) - Investigação fundamental em física e tecnologia de base através do Contrato EFDA o Teoria e modelização (Códigos na HPC), o Novos materiais para as paredes DEMO ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor (União Europeia, Federação Russa, Japão, China, Índia, República da Coreia, Estados Unidos) 8
Projectos na área temática Tecnologia de Plasmas e Lasers Intensos (1/2) - Interacção de lasers-intensos com plasmas (Laboratório L2I) - Fotónica de alta intensidade - Participação no Consórcio European LaserLab (17 infra-estruturas laser de 9 países) - Participação nas futuras infra-estruturas laser europeias: Projectos HiPER ( High Power Laser Energy Research, 1000 MEuros, 15 anos) e ELI ( Extreme Light Infrastructure, 100 MEuros, 10 anos) 9
Projectos na área temática Tecnologia de Plasmas e Lasers Intensos (2/2) - Desenvolvimento do Laboratório de Engenharia de Plasmas para Aplicações Ambientais - Modelização e experiências de descargas de baixa temperatura com aplicações a reactores a plasma - Plasmas de reentrada na atmosfera - Cosmologia - Plasmas Quânticos - Desenvolvimento de infra-estruturas para computação avançada (clusters de computadores, com capacidade de cálculo > Tflop/s) reforço significativo das actividades de Teoria e Modelização 10
3. CONCLUSÕES A consolidação e o sucesso da actividade do CFN-LA / IPFN está muito ligada à existência de um Contrato de Laboratório Associado De facto, este contrato proporcionou: - Uma parte significativa da componente nacional do financiamento do Contrato da Associação EURATOM/IST - A participação Portuguesa em Programas/Projectos internacionais de grande dimensão e muito longa duração. 11
Resultados Os investigadores do CFN-LA / IPFN publicaram um número significativo de artigos nas melhores revistas da especialidade Ano 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Nº de publicações por doutorado 5.41 2.93 3.31 4.55 4.12 4.60 Investigadores do IPFN têm funções muito importantes na gestão dos Programas e Projectos em que participam - Carlos Varandas é o Presidente do Conselho de Administração da Agência Europeia para o ITER ( Fusion for Energy ) - Maria Emília Manso é a Responsável pela Equipa Europeia de Reflectometria para o ITER - Fernando Serra é Delegado Europeu do Grupo de Diagnósticos das International Tokamak Physics Activities - Duarte Borba é o Responsável pela coordenação da área da Física no EFDA CSU - Isabel Nunes e Filomena Nave são Chefes de Sessões Experimentais do JET - C. Matos Ferreira é membro do Cost Technical Committee on Physics - J. Tito Mendonça é membro do Inertial Fusion Energy Committee - Marta Fajardo é a coordenadora da rede europeia Nest Adventure FP6 TUIXS - Luis Silva é o responsável do Cluster para Computação Avançada do IST 12
Recursos Humanos Categoria 2002 2006 2007 Pessoal Doutorado 38 68 68 Professor/Investigador Catedrático ou Associado com Agregação 5 11 13 Outros Contratados e Colaboradores (< 100%) 21 37 44 Bolseiros 12 20 15 Pessoal Investigador não-doutorado 41 57 60 Contratado 16 10 8 Bolseiro 25 47 49 Pessoal de Apoio 10 19 19 Técnicos Superiores 1 8 8 Técnicos 3 6 6 Secretárias 6 5 8 Total 89 144 147 13
Estrutura futura - Para cumprir a sua missão nos próximos cinco anos, o IPFN prevê desenvolvimentos em termos de: o Instalações que permitam acompanhar a expansão das actividades e responder às exigências da participação em Projectos Nucleares. o Contratação de novo pessoal, com qualificação e enquadramento contratual adequados às características dos Projectos internacionais. Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear Instituto Tecnológico e Nuclear Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas CONSÓRCIO FÍSICA-N Fundação para a Computação Científica Nacional 14