Um reator de fusão pode chegar ao estado desejado invertendo a ordem tradicional e aquecendo o plasma antes de apertá-lo
Cálculos de Princeton sugerem que aquecer o plasma antes de comprimi-lo pode levar reatores de fusão à ignição com muito menos energia
O que você vai ver
- Qual é a ordem tradicional de aquecer e comprimir o plasma.
- O que o estudo do Princeton Plasma Physics Laboratory propõe de diferente.
- O que é a “sela de Cordey” e por que ela facilita o caminho até a ignição.
- Como pequenas impurezas no plasma podem atrapalhar esse caminho.
- Que ressalvas os próprios pesquisadores fazem sobre a proposta.
Físicos do Laboratório de Física de Plasma de Princeton propõem que reatores de fusão nuclear poderiam alcançar as condições necessárias para a reação com muito menos energia se simplesmente invertessem a ordem tradicional das etapas, aquecendo o plasma antes de comprimi-lo, e não depois.
Qual é a ordem tradicional?
A abordagem mais comum em experimentos de fusão nuclear começa aumentando a densidade do plasma para depois aplicar o aquecimento necessário até atingir as condições de ignição, sequência que, segundo os cálculos da nova pesquisa, exige picos de energia bem mais altos do que o caminho inverso.
O que o estudo propõe de diferente?
Os físicos Luis Delgado-Aparicio, Masayuki Ono e Jonathan Menard sugerem que aquecer o plasma antes de aumentar sua densidade pode levar à ignição com uma demanda de energia bem menor, conclusão alcançada ao expandir o critério de Lawson, regra de cerca de sete décadas usada para definir as condições mínimas de ignição, incluindo no cálculo fatores como acúmulo de cinzas de hélio, contaminação do plasma, radiação síncrotron e perda de calor.
O que é a “sela de Cordey”?
A chamada sela de Cordey é descrita como uma passagem relativamente acessível entre um plasma que ainda depende de aquecimento externo e um plasma capaz de sustentar sozinho sua própria reação de fusão; em um plasma idealizado, composto apenas por combustível puro, essa passagem ocorre com Q igual a cerca de 5, sendo Q a razão entre a potência gerada pela fusão e a potência de aquecimento externo aplicada.
Como impurezas podem atrapalhar o caminho?
Os cálculos mostram que a presença de tungstênio numa proporção de apenas uma parte em dez mil já pode dobrar aproximadamente a pressão necessária para atingir a ignição, e, em análises tridimensionais mais completas, essa pressão extra pode até ultrapassar os limites de estabilidade do próprio plasma, problema que a equipe sugere poder ser atenuado com revestimentos de lítio líquido nas paredes do reator ou com o uso de combustível com spin polarizado.
Que ressalvas os pesquisadores fazem?
O próprio time reconhece que a proposta é, por enquanto, puramente teórica, sem qualquer teste experimental realizado até o momento, e que os experimentos de fusão atuais ainda nem chegaram perto das temperaturas previstas para a sela de Cordey, razão pela qual a equipe planeja agora rodar simulações computacionais adicionais antes de qualquer tentativa prática dessa sequência invertida.
Propostas teóricas que tentam encontrar atalhos mais baratos para metas científicas ambiciosas também aparecem na reportagem sobre o mapa de furacão que melhorou, mas não corrigiu um engano comum do público.
Mais detalhes sobre o estudo estão disponíveis na reportagem original do ScienceDaily.
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