A produção de energia através da fusão nuclear comercial requer a alcançar temperaturas extremas de cerca de 100 milhões de graus Celsius. Agora, pesquisadores alcançaram um marco significativo ao criar as condições operacionais necessárias para atingir essas temperaturas em um tokamak esférico compacto.
Denominado ST40, esse dispositivo é único por sua menor escala em comparação com outros tokamaks e por apresentar um plasma mais esférico. Essa conquista confirma que um tokamak esférico de pequeno porte pode cumprir uma das condições fundamentais para a geração de energia comercial por meio da fusão nuclear. Além disso, essa descoberta é promissora, pois aponta para a possibilidade de usinas de fusão nuclear menores e mais acessíveis em relação a outras configurações.
Atualmente, o tokamak esférico é considerado a solução mais eficiente e econômica para a energia de fusão. A transição de um plasma em formato de rosquinha para uma configuração mais esférica permite um confinamento mais eficiente do plasma.
Essa conquista foi realizada por uma equipe colaborativa composta pelo Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL), Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) e pela empresa emergente Tokamak Energy Ltd. Esses avanços representam um passo importante em direção à viabilização da fusão nuclear como uma fonte de energia limpa e sustentável para o futuro.
No experimento, o tokamak esférico ST40 operou com um campo magnético toroidal de pouco mais de 2 teslas e foi aquecido por 1,8 milhão de watts de partículas neutras de alta energia. Apesar de as descargas de plasma terem durado apenas 150 milissegundos, o plasma atingiu temperaturas de íons superiores a 100 milhões de graus Celsius.
A combinação da maior eficiência do tokamak esférico com o aprimoramento do confinamento magnético possibilitado pela tecnologia de ímãs supercondutores de alta temperatura oferece uma rota promissora para a geração de energia de fusão. Essa abordagem, especialmente por se basear em máquinas compactas, apresenta vantagens significativas.
No caso do ST40, foram alcançadas temperaturas superiores a 100 milhões de graus Kelvin (equivalentes a 8,6 keV). É importante destacar que temperaturas acima de 5 keV foram obtidas anteriormente apenas em máquinas de grande porte com maior energia de aquecimento. Esses resultados reforçam o progresso na busca por soluções eficientes e viáveis para a energia de fusão.
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