Confirmada fuso nuclear em equipamento compacto
Energia
Redação do Site Inovação Tecnológica – 05/04/2022
Esquema do experimento que obteve fuso nuclear em um equipamento de mesa conhecido como “Pina Z”.
[Imagem: Y. Zhang et al. – 10.1103/PhysRevLett.122.135001]
Assinatura da fuso nuclear
Em uma descoberta que pode criar um outro “caminho vivel” para a energia de fuso nuclear, fsicos comprovaram a existncia de nutrons produzidos por meio de reaes termonucleares.
O experimento foi feito em um dispositivo conhecido como “pina Z”, ou Zeta pinch, na qual a corrente eltrica no plasma gera um campo magntico que “belisca” o plasma, comprimindo-o localmente, como se fosse uma pina – na verdade, a coisa parece mais com o cordo apertando uma linguia, reduzindo sua dimenso.
A mesma equipe j havia obtido indcios desse evento termonuclear em 2019, mas agora eles tiraram todas as dvidas, confirmando uma rota que poder, em ltima instncia, levar criao de geradores de fuso nuclear em equipamentos de mesa.
Os pesquisadores usaram tcnicas avanadas de modelagem computacional e dispositivos de medio de diagnstico de ltima gerao, instalados no Laboratrio Nacional Lawrence Livermore, para resolver um problema que os fsicos discutem h dcadas, de distinguir nutrons produzidos por reaes termonucleares daqueles produzidos por instabilidades acionadas por feixes de ons no plasma no regime de fuso magneto-inercial.
Embora comprove a reao de fuso nuclear, este foi um experimento em nvel de pesquisa fundamental, ainda sem qualquer anlise sobre uma eventual produo lquida de energia, ou seja, quando a fuso nuclear produz mais energia do que aquela necessria para induzi-la.
“Esta uma prova direta de que a fuso termonuclear produz esses nutrons, e no ons impulsionados por instabilidades do feixe,” disse o professor Drew Higginson, membro da equipe. “No est provado que eles vo obter ganho de energia, mas um resultado promissor que sugere que eles esto em um caminho favorvel.”
Renderizao da formao de uma bainha de plasma (roxo) e Z-pinch (branco), juntamente com a injeo e acelerao de um feixe de sonda (verde) atravs do plasma.
[Imagem: Kwei-Yu Chu]
Magneto-inercial
O resultado importante tambm porque, embora tenha sido feito em um equipamento muito especfico, os conceitos e tcnicas empregados so aplicveis a qualquer projeto de gerador de fuso nuclear baseado no princpio magneto-inercial.
Esse princpio o mais largamente utilizado nas instalaes de fuso a laser, como o gigantesco NIF, onde recentemente se obteve um plasma em combusto, o projeto mega, da Universidade de Rochester, e dispositivos de fuso que confinam plasmas no regime puramente magntico, como o multinacional ITER e o SPARC, que promete a fuso nuclear j em 2024.
“Ns demonstramos que as energias dos nutrons emitidos eram iguais em diferentes pontos ao redor deste dispositivo, o que indicativo de reaes de fuso termonuclear,” resumiu James Mitrani, responsvel pelo experimento.
Artigo: Thermonuclear neutron emission from a sheared-flow stabilized Z-pinch
Autores: James M. Mitrani, Joshua A. Brown, Bethany L. Goldblum, Thibault A. Laplace, Elliot L. Claveau, Zack T. Draper, Eleanor G. Forbes, Ray P. Golingo, Harry S. McLean, Brian A. Nelson, Uri Shumlak, Anton Stepanov, Tobin R. Weber, Yue Zhang, Drew P. Higginson
Revista: Physics of Plasmas
Vol.: 28, Issue 11
DOI: 10.1063/5.0066257
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