Os pesquisadores relatam que a descoberta pode ajudar futuros estudos de fusão no desenvolvimento de uma fonte de energia limpa, segura e quase infinita para a humanidade.

Segundo o cientista que trabalha no projeto europeu de fusão ITER, as descobertas são “bastante reconfortantes”.

Pesquisadores do projeto “sol artificial” da China descobriram um modo de operação de plasma anteriormente desconhecido que poderia resultar em uma produção de energia de fusão nuclear mais confiável e eficiente.

A descoberta, segundo os pesquisadores, pode beneficiar futuros estudos de fusão no desenvolvimento de uma fonte de energia limpa, segura e quase infinita para a humanidade.

Durante uma operação recorde de 17 minutos em dezembro de 2021, o reator Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) em Hefei fez a descoberta inicial do “super I-mode”. As descobertas foram publicadas no sábado na revista internacional Science Advances, após serem cuidadosamente revisadas por colegas.

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A equipe do Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, e seus colaboradores dos EUA, Europa e Japão, entre outros, escreveram que a execução do marco atingiu o confinamento de alta energia tanto mais profundamente no plasma quanto na borda do plasma. A corrida usou campos magnéticos para aquecer o gás carregado de plasma feito de elétrons em movimento livre e íons de hidrogênio a 70 milhões de graus Celsius.

Eles relataram que testes adicionais revelaram que o novo modo “exibe um potencial considerável” para uso no Reator Termonuclear Experimental Internacional (ITER), o maior reator de fusão atualmente sendo construído na França.

“Este é um resultado importante para o ITER e para a fusão”, disse o físico Richard Pitts, que lidera experimentos e operações de plasma no ITER.

“O significado dos experimentos EAST é que eles demonstraram, pela primeira vez, que os plasmas tokamak … prazo”, acrescentou Pitts.

“Existem todos os tipos de problemas associados à operação de pulso muito longo e é muito reconfortante para nós do ITER ver que isso foi alcançado, mesmo que seja em um dispositivo muito menor.

De acordo com Song Yuntao, co-autor do estudo, um dos principais benefícios do super I-mode foi sua capacidade de diminuir a perda de energia perto da borda do plasma, onde o gás superquente enfrentava diretamente o escudo térmico do tokamak.

“Se compararmos as reações de fusão nuclear a relâmpagos, nosso objetivo é coletar o maior número possível de raios em uma gaiola magnética e exportar a energia para uso humano de maneira estável e sustentável”, disse Song à agência de notícias estatal chinesa Xinhua no sábado.

“O novo modo de operação descoberto no EAST nos permite coletar mais raios sem danificar a gaiola magnética, mantendo a operação em estado estacionário por um longo tempo”, disse Song.

Uma das rotas mais promissoras para a fusão nuclear controlada é o tokamak, como EAST e ITER. Ainda é difícil construir plasma de alto desempenho e confiná-lo por tempo suficiente para que os hidrogênios se combinem para produzir energia líquida, assim como nosso sol faz para produzir luz e calor.

De acordo com Liu Zhihong, do Instituto de Física de Plasma em Hefei, os cientistas de fusão realmente empregam parâmetros operacionais, ou “modos”, para controlar a condição do plasma. Esses fatores incluem temperatura e energia.

A maioria dos tokamaks em uso hoje, incluindo EAST, funciona em modo de alto confinamento ou modo H. Grandes reatores como o ITER foram possibilitados pelo modo H, que foi descoberto pela primeira vez em um tokamak na Alemanha em 1982. O modo H foi pelo menos 100 vezes mais eficaz no confinamento de plasma do que o modo anterior de baixo confinamento.

No entanto, uma desvantagem significativa do funcionamento do modo H é que ele pode causar uma liberação repentina de energia na borda do plasma e danificar os materiais próximos.

Para evitar danificar as superfícies, os cientistas analisaram recentemente o modo I, também conhecido como modo de confinamento aprimorado, no qual a energia de fusão é liberada de forma mais contínua.

O Super I-mode foi cunhado pela equipe EAST quando eles ficaram surpresos ao ver que, em comparação com o I-mode, seu novo modo aumentava significativamente o confinamento de energia no núcleo do plasma e na borda.

Pitts apontou que, como o super I-mode foi observado apenas no EAST, não está claro se o ITER poderia usá-lo. Ele acrescentou que o ITER pretende funcionar em “cenários avançados” semelhantes aos experimentos do EAST.

“Esses cenários avançados permitem executar durações de plasma muito longas – até 3.000 segundos no ITER. No modo H, o ITER só pode ir até cerca de 500 segundos de duração do plasma”, disse Pitts.

O EAST é o primeiro tokamak totalmente supercondutor do mundo e o primeiro desse tipo a funcionar com pulsos de 1.000 s ou menos. O reator hospedou milhares de experimentos realizados internamente ou com a comunidade internacional de fusão desde que começou a operar em 2006.

Mais de 400 pessoas compõem a equipe EAST, e todos os anos dezenas de especialistas de todo o mundo vêm.

“O EAST se tornou uma das plataformas mais importantes para cientistas chineses e estrangeiros trocarem e trabalharem juntos em física de plasma, fusão e outros tópicos relacionados”, disse Liu.

Na área de fusão de confinamento magnético, o Departamento de Energia dos EUA nomeou a EAST como seu principal parceiro, afirmou.

Todos os anos, a EAST emite solicitações de propostas científicas de todo o mundo e, de acordo com Liu, as solicitações de propostas estrangeiras representam cerca de metade do total.

Este artigo foi originalmente publicado por Scmp. Leia o artigo original aqui.