Reator de fusão bebê com menos de um metro de largura atinge 100 milhões de °C

Jun 02, 2023

Temperaturas sete vezes mais altas que o centro do Sol foram alcançadas em um reator nuclear com menos de um metro (3 pés) de largura. Os íons dentro do Tokamak ST40 esférico subiram para mais de 100 milhões de graus Celsius, quebrando o recorde para esse tipo de reator.

Cem milhões de graus Celsius (cerca de 180 milhões de graus Fahrenheit) só haviam sido alcançados anteriormente em reatores muito maiores, exigindo muito mais energia. É uma conquista importante, pois demonstra que as condições certas para a fusão podem ser criadas em reatores mais compactos como o ST40, exigindo menos energia para funcionar.

“Embora os laboratórios nacionais tenham relatado temperaturas de plasma acima de 100 [milhões] graus em tokamaks convencionais pelo menos 15 vezes maiores, o marco da Tokamak Energy foi alcançado em cinco anos em um tokamak esférico compacto”, disse Stuart White, da Tokamak Energy, à IFLScience. "Os tokamaks esféricos maximizam o poder de fusão com maior eficiência, bem como menor investimento de capital, custos operacionais e uma pegada menor em comparação aos tokamaks convencionais. Esta é a abordagem ideal tanto científica quanto comercialmente."

De um modo geral, é mais desafiador obter a fusão em um reator menor do que em um maior. Para entender o porquê, vamos primeiro fazer uma rápida recapitulação da fusão nuclear.

A fusão ocorre quando dois átomos se combinam, liberando enormes quantidades de energia. Isso ocorre porque dentro de cada átomo há um núcleo que é orbitado por elétrons e contém prótons e nêutrons. Quando você colide dois átomos com força suficiente, seus núcleos se combinam, liberando grandes quantidades de energia.

É bom porque tudo o que ele precisa como combustível é o hidrogênio, o elemento mais abundante no universo, mas é um trabalho árduo porque fazer os átomos se combinarem (formar o hélio) requer altas temperaturas e pressões. Atingir essas condições dentro de um reator geralmente requer muito kit e espaço, mas aqui temos o ST40 realizando o trabalho de reatores que precisam de cerca de 2,6 quilômetros quadrados (1 milha quadrada) para operar em algo que se assemelha a um ovo de metal de um metro de largura. .

“Esses resultados demonstram pela primeira vez que as temperaturas de íons relevantes para a fusão de confinamento magnético comercial podem ser obtidas em um ST compacto de alto campo e são um bom presságio para usinas de fusão baseadas no ST de alto campo”, escreveram os pesquisadores por trás da conquista.

Embora histórias de terror como o desastre de Chernobyl em 1986 tenham deixado muitos hesitantes em relação à energia nuclear, como fonte de energia é indiscutivelmente imbatível quando se trata de sustentabilidade e impacto ambiental. Com uma população cada vez maior buscando vários dispositivos, veículos elétricos e energia suficiente para manter tudo funcionando, a geração de energia em larga escala como a obtida por meio da fusão nuclear é uma das maneiras mais ecológicas de chegar lá.

Este salto na tecnologia de fusão poderia um dia abrir caminho para a obtenção de energia nuclear que pudesse atender às crescentes demandas de energia da população humana.

“Este importante resultado revisado por pares demonstra pela primeira vez que as temperaturas de plasma relevantes para a energia de fusão comercial podem ser obtidas em um tokamak esférico compacto e de alto campo”, disse Steven McNamara, diretor científico da Tokamak na Tokamak Energy, em um comunicado. "Quando combinado com nossa tecnologia magnética líder mundial e conforme aumentamos as operações, isso nos dá grande confiança de que o design tokamak esférico mais eficiente e econômico representa o melhor caminho para alcançar energia de fusão comercial limpa e implantável globalmente."

Então, um brinde a você, minúsculo bebê reator de fusão. ST40 está crescido.

O estudo foi publicado na Nuclear Fusion.

[H/T: Alerta Científico]

Este artigo foi corrigido com uma citação corrigida de Stuart White.