Estudo recém-lançado liderado pelo físico Paolo Ricci revisou uma lei fundamental da geração de plasma e fusão nuclear, mostrando que mais combustível de hidrogênio pode ser usado com segurança em reatores de fusão, o que acabaria gerando ainda mais energia do que se pensava anteriormente.
Ricci, do Centro Suíço de Plasma do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Lausanne (EPFL), explicou que os resultados indicam que os tokamaks, como o projeto colaborativo International Thermonuclear Experimental Reactor, o Iter, poderiam usar quase o dobro da quantidade de hidrogênio como combustível sem o perigo de ruptura ou perda do confinamento do plasma.
As descobertas da equipe de pesquisa alteram uma das limitações de longa data (o chamado “limite de Greenwald”) na geração e sustentação do plasma de alta temperatura necessário para o processo de fusão nuclear, que ocorre naturalmente nas estrelas.
Métodos experimentais
Os responsáveis pelo estudo, publicado na tradicional Physical Review Letters, empregaram tecnologia sofisticada para controlar com precisão a quantidade de combustível de hidrogênio injetado em tokamaks – dispositivos projetados para confinar plasmas de alta temperatura em uma câmara com forma toroidal, usando campos magnéticos intensos.
Os tokamaks usados no experimento foram o Joint European Torus (JET), no Reino Unido; o Asdex Upgrade, na Alemanha; e o tokamak TCV, na Suíça. A colaboração internacional foi realizada sob a égide do EUROfusion Consortium, criado em 2014 para ser o organismo coordenador de investigação em fusão nuclear na Europa.
Os pesquisadores também analisaram as restrições relacionadas à física quanto à densidade do combustível em tokamaks para correlacionar a densidade com o raio do dispositivo. Essa análise envolveu o uso de simulações computacionais avançadas no Centro Nacional de Supercomputação da Suíça.
Resultados
As conclusões dos experimentos permitiram o desenvolvimento de uma nova equação que atualiza a conhecida lei, desenvolvida por Martin Greenwald em 1988, que estabelece um limite para a densidade do combustível dentro de um tokamak. Com a nova equação, o limite de Greenwald é aumentado quase duas vezes em termos de combustível no ITER.
O físico Paolo Ricci acrescentou que o Demo, sucessor planejado do Iter, “operará com uma potência muito maior do que os atuais tokamaks e o [próprio] Iter, o que significa que você pode adicionar [ainda] mais densidade de combustível sem limitar a produção, em contraste com a lei de Greenwald. E isso é uma notícia muito boa”, finalizou.
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Imagem: Conceito de tokamak / Divulgação
Fonte: American Nuclear Society (ANS) Nuclear Cafe
