Confirmada fusão nuclear em equipamento compacto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/04/2022

Esquema do experimento que obteve fusão nuclear em um equipamento de mesa conhecido como "Pinça Z".
[Imagem: Y. Zhang et al. - 10.1103/PhysRevLett.122.135001]

Assinatura da fusão nuclear

Em uma descoberta que pode criar um outro "caminho viável" para a energia de fusão nuclear, físicos comprovaram a existência de nêutrons produzidos por meio de reações termonucleares.

O experimento foi feito em um dispositivo conhecido como "pinça Z", ou Zeta pinch, na qual a corrente elétrica no plasma gera um campo magnético que "belisca" o plasma, comprimindo-o localmente, como se fosse uma pinça - na verdade, a coisa parece mais com o cordão apertando uma linguiça, reduzindo sua dimensão.

A mesma equipe já havia obtido indícios desse evento termonuclear em 2019, mas agora eles tiraram todas as dúvidas, confirmando uma rota que poderá, em última instância, levar à criação de geradores de fusão nuclear em equipamentos de mesa.

Os pesquisadores usaram técnicas avançadas de modelagem computacional e dispositivos de medição de diagnóstico de última geração, instalados no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, para resolver um problema que os físicos discutem há décadas, de distinguir nêutrons produzidos por reações termonucleares daqueles produzidos por instabilidades acionadas por feixes de íons no plasma no regime de fusão magneto-inercial.

Embora comprove a reação de fusão nuclear, este foi um experimento em nível de pesquisa fundamental, ainda sem qualquer análise sobre uma eventual produção líquida de energia, ou seja, quando a fusão nuclear produz mais energia do que aquela necessária para induzi-la.

"Esta é uma prova direta de que a fusão termonuclear produz esses nêutrons, e não íons impulsionados por instabilidades do feixe," disse o professor Drew Higginson, membro da equipe. "Não está provado que eles vão obter ganho de energia, mas é um resultado promissor que sugere que eles estão em um caminho favorável."

Renderização da formação de uma bainha de plasma (roxo) e Z-pinch (branco), juntamente com a injeção e aceleração de um feixe de sonda (verde) através do plasma.
[Imagem: Kwei-Yu Chu]

Magneto-inercial

O resultado é importante também porque, embora tenha sido feito em um equipamento muito específico, os conceitos e técnicas empregados são aplicáveis a qualquer projeto de gerador de fusão nuclear baseado no princípio magneto-inercial.

Esse princípio é o mais largamente utilizado nas instalações de fusão a laser, como o gigantesco NIF, onde recentemente se obteve um plasma em combustão, o projeto Ômega, da Universidade de Rochester, e dispositivos de fusão que confinam plasmas no regime puramente magnético, como o multinacional ITER e o SPARC, que promete a fusão nuclear já em 2024.

"Nós demonstramos que as energias dos nêutrons emitidos eram iguais em diferentes pontos ao redor deste dispositivo, o que é indicativo de reações de fusão termonuclear," resumiu James Mitrani, responsável pelo experimento.

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