Fusão mais próxima da realidade à medida que os cientistas quebram o limite de densidade por um fator de 10: WebCuriosos
A fusão nuclear promete uma fonte de energia sustentável e virtualmente ilimitada através de processos semelhantes aos que alimentam o Sol, desde que alguns problemas físicos fundamentais e bastante complicados possam ser resolvidos primeiro.
Há uma variedade de métodos sendo investigados atualmente para extrair energia dos átomos, cada um com seus prós e contras. Novas pesquisas sugerem que em breve poderemos ter uma maneira de superar um grande obstáculo nos processos que utilizam túneis em forma de rosca, conhecidos como tokamaks.
Uma barreira previamente teorizada para a fusão do tokamak conhecida como Limite de Greenwald foi agora destruído por um factor de dez, graças aos esforços de uma equipa de investigadores da Universidade de Wisconsin.
Embora os mecanismos por trás do limite não sejam bem compreendidos, a regra empírica estabelece um limite máximo para a densidade eletrônica no plasma aquecido do tokamak.
Ter uma forma fiável de ultrapassar este limite significa que podemos avançar em termos de estabilidade e eficiência do reactor de fusão tokamak, aproximando-nos do dia em que a fusão nuclear poderá tornar-se uma realidade prática.
“Aqui são apresentados experimentos de tokamak com uma densidade de elétrons que excede o limite de Greenwald em até um fator de dez em condições estáveis, o que é sem precedentes,” escrever os pesquisadores em seu artigo publicado.
A fusão nuclear – a união forçada dos núcleos atômicos para liberar energia excedente – requer calor intenso criado pelo confinamento das partículas carregadas que constituem o plasma.
Um tokamak é um tipo particular de reator de fusão nuclear que usa correntes para conduzir o plasma através do centro de um anel grande e oco. Os campos magnéticos dentro desta confusão quente de partículas carregadas ajudam a mantê-la confinada, mas o plasma é mais sujeito a instabilidades do que em métodos semelhantese altamente sujeito a um limite bastante estrito para a densidade dos elétrons do plasma. Uma maior densidade de elétrons significaria mais reações e mais energia.
A equipe acredita que duas características principais do MST ajudaram a quebrar os limites dessa densidade de forma tão abrangente: suas paredes espessas e condutoras (para estabilizar os campos magnéticos que manipulam o plasma) e sua fonte de alimentação, que pode ser ajustada com base no feedback (novamente, crucial para a estabilidade).
“A densidade máxima parece ser definida por limitações de hardware e não pela instabilidade do plasma”, escrever os pesquisadores.
É mais uma vitória da fusão tokamak em uma série recente de sucessos. Nos últimos anos, os cientistas têm estado ocupados construindo reatores maiores, aumentando a energia produzida a partir deles e atingindo temperaturas mais altas para as reações ocorrerem.
Isso não significa que a fusão nuclear estará pronta para acontecer tão cedo, e há ressalvas a serem discutidas aqui. O plasma não estava operando em temperaturas ultra-altas como normalmente acontece nas reações de fusão, então esses experimentos precisarão ser ampliados nesse aspecto.
Há confiança entre os autores por trás do novo estudo de que os cientistas serão capazes de descobrir como obter estes resultados em outras máquinas – embora ainda haja trabalho a fazer para analisar exatamente por que esta configuração específica funciona tão bem.
“Persistem dúvidas sobre por que, especificamente, o MST é capaz de operar com alta fração de Greenwald e até que ponto essa capacidade poderia ser estendida a dispositivos de maior desempenho”, escrever os pesquisadores.
A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
