Fusion Power Experiment no Reino Unido quebra seu antigo recorde em grande passo à frente

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No final do século passado, o Joint European Torus (JET) perto de Oxford, Reino Unido, produziu 22 megajoules de energia no que era, na época, um recorde em poder de fusão.

Agora, atualizações experimentais alinharam a instalação com a tecnologia prevista para um grande projeto internacional, resultando na produção de quase três vezes essa quantidade de energia.

Os avanços são um grande passo à frente para a fusão baseada em tokamak, nos aproximando cada vez mais de um ponto de equilíbrio onde podemos colher um fluxo quase infinito de energia sem o custo de emissões poluentes ou grandes quantidades de resíduos radioativos.

“O que aprendemos nos últimos meses facilitará o planejamento de experimentos com plasmas de fusão que geram muito mais energia do que o necessário para aquecê-los”, disse. diz Sibylle Günter, diretora científica do Max Planck Institute for Plasma Physics.

Tokamaks pode ser o cavalo de batalha para alcançar este marco na produção de energia. Consistindo de um toro relativamente simples cercado por um banco de ímãs seriamente poderosos, eles facilitam a fusão canalizando rajadas de hidrogênio aquecido para se dissolver em um plasma.

O que pode parecer relativamente simples, porém, é tudo menos isso. Manter esse fluxo agitado de plasma estável por tempo suficiente para espremer nêutrons que transportam energia requer muito ajuste fino na tecnologia.

Como parte da ‘Europaroteiro para fusão‘, projetos como o JET desempenham um papel fundamental na quebra dessa litania de obstáculos. Embora o grande jogo ainda esteja por vir.

Uma colaboração internacional chamada ITER está construindo o maior tokamak que o mundo já viu no sul da França – um que poderia eventualmente gerar 500 megawatts de energia a partir de meros 50 megawatts de aquecimento inicial.

A maioria das pesquisas sobre fusão atualmente usa formas comuns de hidrogênio com um único próton em seu núcleo (chamado prótio), ou uma forma um pouco mais rara com um próton e um nêutron (chamado deutério).

Isso é bom o suficiente para acabar com as rugas até que a fusão esteja toda resolvida. Mas para realmente obter um estrondo do nosso reator de fusão, vamos querer um recurso ainda mais escasso carregando mais um nêutron – uma forma de hidrogênio chamada trítio.

O ITER pretende experimentar combinações de trítio e deutério até 2035 e, esperançosamente, alcançar reações de plasma autossustentáveis ​​que liberarão mais energia do que consomem.

É um objetivo elevado que dependerá de um pouco de orientação de projetos menores como o JET.

O JET se destaca como um tokamak capaz de usar esses dois materiais, permitindo que os pesquisadores tenham um bom começo na compreensão de suas características nucleares únicas.

Em 1997, o projeto atingiu um recorde de produção de energia na forma de nêutrons liberados, fornecendo o equivalente a 4,4 megawatts de energia em uma média de 5 segundos.

Desde então, eles vêm mexendo em projetos, incluindo a substituição do revestimento de carbono, por uma mistura de tungstênio e berílio. Embora o novo material seja mais resiliente e não aja como uma esponja de hidrogênio da mesma forma que o carbono, ele afeta o movimento do plasma.

Finalmente, após muita modelagem, experimentos confirmaram previsões de novos limites na produção de energia a partir desta poderosa dupla de isótopos de hidrogênio, quebrando o antigo recorde com uma produção de 59 megajoules.

Ainda falta qualquer coisa que possa perpetuar a fusão em andamento, quanto mais liberar mais energia do que o necessário. Para isso, precisaremos de algo muito maior, mas ainda assim é uma conquista significativa.

“Nos experimentos mais recentes, queríamos provar que poderíamos criar significativamente mais energia mesmo sob condições semelhantes ao ITER”, diz física Athina Kappatou do Instituto Max Planck de Física de Plasma.

Uma vez que a produção de energia está no escuro, um excesso de nêutrons liberados do ciclo agitado de plasma do tokamak pode ser direcionado para uma fina camada de lítio, que através da fissão nuclear se decompõe para fornecer uma fonte mais pronta de trítio.

Em teoria, tudo parece tão simples. Mas se aprendemos alguma coisa com o estudo da fusão, aproveitar os próprios projetos do Sol para a geração de energia não é nada fácil.

Felizmente, instalações em todo o mundo estão gradualmente encontrando maneiras de contornar os inúmeros problemas, elevando as temperaturas e descobrir como sustentar tempos de reação mais longos.

Juntos, ainda podemos obter a fonte de energia limpa e praticamente ilimitada de que precisamos tão desesperadamente.



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