6 minutos de plasma define um novo registro do reator: Sciencealert
Um reator de fusão no sul da França, chamado West, apenas alcançou um marco importante que nos aproxima um passo de energia limpa, sustentável e quase ilimitada.
Cientistas do Laboratório de Física de Plasma de Princeton de Nova Jersey, que colaboraram no projeto, anunciaram hoje que o dispositivo criou um material super-quente chamado um plasma Isso atingiu 90 milhões de graus Fahrenheit (50 milhões de graus Celsius) por 6 minutos seguidos.
O objetivo final é sustentar um plasma super quente por muitas horas, mas 6 minutos é um novo recorde mundial para um dispositivo como West. Outros reatores nucleares semelhantes ao oeste criaram plasmas mais quentes, mas eles não duraram tanto tempo.
West é o que é chamado APLAY. É um reator de fusão em forma de rosca do tamanho de uma sala de 8 por 8 pés com tetos de 8 pés de altura, capaz de gerar o mesmo tipo de energia que alimenta nosso sol. É por isso que os cientistas às vezes chamam essas máquinas de “sóis artificiais”.
“O que estamos tentando fazer é criar um Sol na terra“Luis Delgado-Aparicio, chefe de projetos avançados do PPPPL, disse Business Insider. “E isso é extremamente, extremamente desafiador”, disse ele, mas esse novo disco sugere que eles estão indo na direção certa.
O sol corre Fusão nuclear (Quando os núcleos atômicos combinam e liberam energia) não devem ser confundidos com o processo de fissão nuclear (quando os núcleos atômicos se separam e liberam energia) que alimenta os reatores nucleares de hoje.
A Fusion Energy é mais poderosa do que qualquer forma de energia que temos hoje. Se pudermos aproveitar esse poder, poderia produzir Quase 4 milhões de vezes mais energia por quilograma de combustível do que os combustíveis fósseis. Além disso, é livre de carbono.
Desafios significativos Permanecer antes que isso se torne realidade, que é onde entra reatores experimentais como West.
Embora o West não seja usado para gerar fusão para a eletricidade para alimentar casas, é fundamental para a pesquisa que está estabelecendo as bases para futuros reatores comerciais.
West cria mais energia e estabelece as bases para o iter
West tem muito em comum com o Iter, um reator próximo sendo construído no sul da França, que será o O maior tokamak do mundo Capaz de plasmas ardentes auto-sustentáveis quando terminar. Criar essa mistura de auto-aquecimento é uma etapa crucial para aproveitar o poder da fusão para fins comerciais.
No entanto, devido a custo e tecnologia contratemposnão está claro quando o ITER será concluído. Enquanto isso, outras instalações estão conduzindo experimentos para descobrir a melhor forma de operar o reator gigante. Isso inclui West.
Os dois reatores são praticamente vizinhos, disse Delgado-Aparicio, e os experimentos no oeste são diretamente aplicáveis ao ITER.
Para que a fusão aconteça na Terra, o combustível precisa atingir pelo menos 50 milhões de graus Celsius. Um dos principais obstáculos do poder de fusão é que é preciso uma quantidade enorme de energia para gerar essas temperaturas extremas e, até agora, os reatores não podem sustentar um plasma por tempo suficiente para obter um superávit energético que poderia ser usado para uso comercial. Portanto, por enquanto, os reatores de fusão normalmente consomem mais energia do que produzem.
O último avanço de West não foi exceção. No entanto, gerou 15 % a mais de energia da fusão em comparação com as tentativas anteriores, informou o PPPPL em comunicado. Além disso, o plasma era duas vezes mais denso, outro componente importante para criar mais energia.
A chave do sucesso do recorde de West: Tungsten
West está ajudando os cientistas a testar os melhores materiais para construir as paredes dentro de um reator de fusão, o que não é fácil, pois esses ambientes podem atingir temperaturas mais de três vezes mais quentes que o centro do sol.
Originalmente, o oeste continha paredes de carbono. Embora o carbono seja fácil de trabalhar, disse Delgado-Aparicio, também absorve o trítio, um raro isótopo de hidrogênio Isso alimenta a reação de fusão.
“Imagine que você tem uma parede que não é apenas uma parede, mas é algum tipo de esponja”, disse ele, “uma esponja que absorve seu combustível”.
Então, em 2012, os cientistas decidiram testar um material diferente para as paredes de Tokamak, tungstênio – O mesmo material que o ITER usará para alguns de seus principais componentes.
Devido à capacidade de Tungstênio de suportar o calor sem absorver o trítio, Delgado-Aparicio acredita que é o material ideal para paredes de tokamak.
Dito isto, o tungstênio não é perfeito. Uma de suas quedas é que pode derreter e entrar o plasmacontaminando. Por sua vez, isso pode neutralizar o processo, irradiando muita energia e resfriando o plasma.
Portanto, para otimizar o sistema, os cientistas precisam entender como exatamente o tungstênio se comporta e interage com o plasma. É isso que os pesquisadores estão fazendo com West.
A equipe do PPPL, por exemplo, modificou uma ferramenta de diagnóstico que eles usaram neste último experimento do West. A ferramenta ajudou a equipe a medir com precisão a temperatura do plasma para entender melhor como o tungstênio migra da parede do dispositivo para o plasma.
“Podemos detectar como ele se move para dentro, podemos segui-lo, podemos estudar seu transporte dentro da máquina”, disse Delgadot-Aparicio, o que pode ajudar a criar métodos futuros para manter o plasma livre de impurezas como Blobs de Tungsten que o esfriar .
“Agora entendemos como esse refrigeração precisa ser resolvido”, disse ele, “e essa experiência será exportada ao lado de Iter”.
West e Iter não são os únicos reatores que usam tungstênio.
Commonwealth Fusion Systems (CFS), por exemplo, está usando paredes de tungstênio para SPARC, sua demonstração reator de fusão. E o Kstar da Coréia tem um divertido de tungstênio e recentemente demonstrou um plasma de 30 segundos e 100 milhões de graus.
Ainda não se sabe se o tungstênio é a chave para desbloquear a energia comercial de fusão.
A energia comercial de fusão ainda está provavelmente a décadas, mas Delgado-Aparicio acha que eles estão dando passos para “esse grande objetivo de dar energia à humanidade”.
O PPPL disse que publicará os resultados de seu experimento em uma revista revisada por pares em poucas semanas.
Este artigo foi publicado originalmente por Business Insider.
Mais do Business Insider:
