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Energia

Fusão nuclear a laser está a um passo de criar miniestrela

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/09/2013

Fusão nuclear a laser está a um passo de criar miniestrela
A força conjunta dos 192 lasers dispara 1,8 megajoule de energia e 500 terawatts de potência.[Imagem: Damien Jemison/LLNL]

Motor não dá partida

Imagine girar a chave do seu carro em uma manhã fria - o motor gira, gira, mas não pega.

É mais ou menos isso o que cientistas do laboratório NIF (National Ignition Facility), nos Estados Unidos, afirmam estar acontecendo com seu projeto de criar uma reação de fusão nuclear autossustentada.

Se o resultado ainda parece ruim, é necessário levar em consideração que esse é o primeiro "motor de fusão nuclear", ou seja, os cientistas e engenheiros estão tendo que descobrir como é que se faz um e ajustar todos os parâmetros para que ele funcione.

Assim, girar até quase "pegar" é um grande progresso.

A fusão nuclear a laser é uma das abordagens para tentar criar uma fonte de energia limpa imitando o que acontece nas estrelas - há um outro projeto com o mesmo princípio usando 60 raios laser.

"Fazer o motor pegar", no caso da ignição da fusão nuclear, significa atingir o ponto no qual a reação de fusão produz mais energia do que é necessário para iniciá-la.

Ignição da fusão nuclear

O experimento consiste em disparar 192 feixes de raios de laser simultaneamente em uma pequena cápsula chamada hohlraum, uma junção das palavras em alemão para "sala vazia".

A cápsula é oca, mas contém em seu interior, do tamanho de uma esfera de caneta, os isótopos de hidrogênio deutério e trício, o combustível para a fusão nuclear.

A força conjunta dos 192 lasers dispara 1,8 megajoule de energia e 500 terawatts de potência. Isto é 1.000 vezes mais do que toda a energia usada em um determinado momento nos EUA - ressaltando-se que o pulso dura apenas uma fração de segundo.

Durante o disparo, o hohlraum vira um forno de raios X, criando condições de temperatura e pressão similares às encontradas no núcleo do Sol, fazendo a cápsula de deutério e trício implodir imediatamente.

A ideia é que os isótopos de hidrogênio se fundam, dando início à reação de fusão nuclear, que produzirá energia sem gerar resíduos.

Parece estar faltando pouco.

"O NIF já atendeu a várias das exigências que se acredita serem necessárias para alcançar a ignição - uma intensidade suficiente de raios X no hohlraum, aplicação precisa da energia no alvo e níveis desejados de compressão," explica John Edwards, membro da equipe.

"Mas pelo menos um obstáculo ainda precisa ser superado: a quebra prematura da cápsula," completa ele.

Fusão nuclear a laser está a um passo de criar miniestrela
A cápsula com o combustível para a fusão nuclear tem 2 milímetros de diâmetro, e fica no interior de um dispositivo conhecido como "sala oca" (hohlraum). [Imagem: LLNL]

Problemas no carburador

A análise dos dados mostrou duas possíveis causas para o problema.

A primeira é que a superfície da cápsula poderia não ser homogênea o suficiente, sendo mais grossa em alguns pontos e mais fina em outros, e esses pontos fracos fariam com que ela se quebrasse antes do previsto.

Outra possibilidade é que o combustível deutério-trício estaria se misturando muito, gerando uma instabilidade hidrodinâmica que sufoca o processo de ignição.

Os pesquisadores afirmam que estão trabalhando nas duas hipóteses, tentando melhorar a qualidade da cápsula e afinar a mistura do combustível.

Eles vão tentar novamente girar a chave do seu "motor de fusão nuclear" tão logo estejam satisfeitos com as modificações.

Bibliografia:

Progress towards ignition on the National Ignition Facility
M. J. Edwards et al.
Physics of Plasmas
Vol.: 20, 070501
DOI: 10.1063/1.4816115
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