Um reator experimental na Coreia do Sul gerou uma reação de fusão nuclear que durou 30 segundos, tempo durante o qual foram mantidas temperaturas superiores a 100 milhões °C.
Embora a duração e a temperatura por si sós não sejam recordes, a obtenção simultânea de calor e estabilidade nos aproxima de um reator de fusão viável – desde que a técnica usada neste reator experimental possa ser ampliada para reatores de dimensão comercial.
É um consenso na comunidade científica que a energia de fusão nuclear ainda está a décadas de se tornar viável técnica e economicamente, mas os avanços incrementais na compreensão do seu funcionamento e nos resultados continuam acontecendo.
Um experimento realizado em 2021 criou uma reação energética o suficiente para ser autossustentável, enquanto experimentos alternativos aos tradicionais tokamaks, como a fusão magneto-inercial, o reator SPARC do MIT e o reator de fusão privado Trenta continuam fazendo seus próprios progressos.
O trabalho também continua no grande reator de fusão experimental ITER na França, mas a comunidade de energia parece estar mais entusiasmada com o esteralator Wendelstein, na Alemanha.
A equipe ainda não consegue explicar os ganhos obtidos com sua técnica.
[Imagem: H. Han et al. – 10.1038/s41586-022-05008-1]
Densidade do plasma
Agora, Yong-Su Na e seus colegas da Universidade Nacional de Seul, na Coreia do Sul, conseguiram executar uma reação nas temperaturas extremamente altas que serão necessárias para um reator viável e manter o estado quente e ionizado da matéria – o plasma que é criado dentro do tokamak – estável por 30 segundos.
Controlar esse plasma é vital porque, se ele tocar as paredes do reator, ele esfria rapidamente, sufocando a reação e causando danos significativos à câmara que o contém. Diferentes reatores usam diferentes formas de campos magnéticos para conter o plasma – alguns usam uma “barreira de transporte de borda”, que esculpe o plasma com um corte acentuado na pressão perto da parede do reator, o que que impede que o plasma e o calor escapem; outros usam uma “barreira interna de transporte”, que cria uma pressão mais alta perto do centro do plasma.
Mas ambos podem criar instabilidade, reduzindo o tempo de reação.
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A equipe coreana desenvolveu sua própria versão da técnica “barreira interna de transporte” e a aplicou ao reator KSTAR (Tokamak Supercondutor Avançado de Pesquisa), obtendo uma densidade de plasma muito menor. Isso aumentou as temperaturas no centro do plasma e as reduziu na borda, o que provavelmente prolongará a vida útil dos componentes do reator.
Os pesquisadores afirmam que a baixa densidade do plasma foi fundamental para a duração de sua reação, e que os íons rápidos – ou mais energéticos – no núcleo do plasma são essenciais para a estabilidade.
Mas a equipe ainda não entende completamente os mecanismos envolvidos.
A reação foi interrompida após 30 segundos apenas devido às limitações do equipamento, e períodos mais longos devem ser possíveis no futuro. A equipe já está trabalhando em uma atualização dos equipamentos para tentar estender o tempo de reação.
Fonte: Inovação Tecnológica