Pesquisadores do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) alcançaram um novo marco na tecnologia de fusão. Eles registraram um novo recorde para um dispositivo de fusão revestido internamente de tungstênio, que é considerado o elemento mais adequado para máquinas de fusão em escala comercial.
O dispositivo manteve com sucesso um plasma de fusão quente de cerca de 50 milhões de graus Celsius por seis minutos sem precedentes, com 1,15 gigajoules de energia injetada. Isto marca um aumento de 15% na energia e o dobro da densidade em comparação com conquistas anteriores. A capacidade de sustentar um plasma quente e denso é crucial para gerar energia confiável para a rede.
O recorde foi estabelecido em um dispositivo de fusão conhecido como WEST, o ambiente de tungstênio (W) em Tokamak de estado estacionário, que é operado pela Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica (CEA).
As reações de fusão, essenciais para o poder do Sol e para a vida na Terra, apresentam um dilema desafiador quando se trata de replicar o processo no nosso planeta. Num extremo, a fusão é desencadeada instantaneamente no coração de uma bomba de hidrogénio, libertando uma imensa energia capaz de devastar uma cidade.
Por outro lado, a fusão pode ser alcançada em nível de bancada de laboratório com retornos mínimos de energia, como demonstrado no pavilhão da General Electric na Feira Mundial de Nova York de 1964.
O verdadeiro desafio reside em colmatar estes extremos para criar um reactor capaz de gerar mais energia do que consome numa escala sustentada, prática e comercial.
Para conseguir isso, o reator deve não apenas ser capaz de sustentar a fusão, mas também fazê-lo de forma consistente e em grande escala. Isto requer uma máquina que possa suportar as imensas tensões envolvidas na replicação das condições encontradas no núcleo do Sol.
De acordo com o PPPL do Departamento de Energia dos EUA, a recente conquista do WEST é digna de nota. WEST sustentou uma reação por seis minutos após uma injeção de 1,15 gigajoules de potência e atingiu uma temperatura central de elétrons em estado estacionário de 4 keV. Embora não seja um recorde absoluto, a praticidade do WEST o diferencia.
Situado no centro de pesquisa nuclear de Cadarache, Bouches-du-Rhône, na Provença, França, o WEST é uma versão modificada do tokamak Tore Supra. Durante a corrida de seis minutos, o plasma dentro dos campos magnéticos do reator atingiu uma temperatura de 50 milhões de ºC (90 milhões de ºF) e gerou 15% mais energia com o dobro da densidade do plasma.
O destaque dessa conquista foi que ela foi realizada em uma câmara tokamak equipada com revestimento de tungstênio. As versões anteriores utilizavam um revestimento de grafite, que proporcionava desempenho superior. No entanto, a grafite tem a desvantagem de absorver o combustível, tornando-a inadequada para um reator comercial. Em contraste, o tungstênio apresenta uma taxa de absorção de combustível muito menor, tornando-o mais prático e desejável.
No entanto, os átomos de tungstênio podem entrar no plasma, causando resfriamento rápido. Segundo o PPPL, embora o WEST ainda esteja longe de ser um reator prático, representa um avanço significativo à medida que o laboratório continua a refinar o uso do tungstênio.
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