Reator de fusão nuclear coreano alcança 100 milhões ºC por 30seg

Com informações da New Scientist - 08/09/2022

O recorde de temperatura e estabilidade foi obtido no tokamak KSTAR.
[Imagem: KSTAR/IAEA]

Reação "duradoura"

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 estelarator 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.

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.

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