Reator de fusão Wendelstein 7-X comprova eficiência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/08/2021

Em vez do tradicional formato de anel dos tokamaks, o Wendelstein 7-X é totalmente retorcido.
[Imagem: IPP]

Estelarator

O bizarro reator de fusão nuclear Wendelstein 7-X, que entrou em operação há cinco anos, cumpriu seu objetivo de demonstrar que futuras usinas de fusão do tipo estelarator podem de fato funcionar.

É mais uma ótima notícia na área, na mesma semana em que a ignição da fusão nuclear parece ter sido obtida em um laboratório nos EUA.

O reator alemão tem um campo magnético retorcido - o campo que envolve o plasma quente e o mantém afastado das paredes do reator -, planejado com grande esforço teórico e computacional de forma a evitar as desvantagens dos reatores anteriores. O reator é de fato um protótipo construído para testar essas ideias e simulações.

Um dos objetivos mais importantes era reduzir as perdas de energia do plasma, que são causadas pela ondulação do campo magnético. Esse fenômeno indesejado é responsável por fazer as partículas de plasma se dispersarem e se perderem, apesar de estarem ligadas às linhas do campo magnético.

Ao contrário da concorrência - os reatores de fusão mais comuns do tipo tokamak, para os quais a assim chamada energia "neoclássica" e a perda de partículas não é um grande problema - essa perda é uma fraqueza séria nos estelaratores convencionais. Isso faz com que as perdas aumentem tanto com o aumento da temperatura do plasma que uma usina elétrica prática teria que ser grande demais e, portanto, muito cara.

O campo magnético retorcido do Wendelstein 7-X foi projetado justamente para minimizar essas perdas, e a análise detalhada dos resultados experimentais, feita agora pela equipe, mostrou que o projeto alcançou o efeito desejado.

Produção de fusão

Com os dispositivos de aquecimento disponíveis até agora, o Wendelstein 7-X já foi capaz de gerar plasmas de alta temperatura e estabelecer o recorde mundial para o "produto de fusão" em alta temperatura dos reatores do tipo estelarator - esse produto de temperatura, densidade do plasma e tempo de confinamento da energia indica o quão perto se chega dos valores para um plasma em combustão, a chamada ignição.

Quando este plasma recorde foi analisado em detalhes, a equipe descobriu que, nos máximos de temperatura do plasma, as perdas neoclássicas no balanço de energia representaram apenas 30% do poder de aquecimento.

"Isso mostra," disse o professor Per Helander, um dos líderes do experimento, "que os perfis de plasma observados no Wendelstein 7-X só são concebíveis em campos magnéticos com baixas perdas neoclássicas. Dito de outro modo, isso prova que otimizar o campo magnético do Wendelstein reduziu com sucesso as perdas neoclássicas".

O sistema magnético de Wendelstein 7-X compreende cinquenta bobinas magnéticas supercondutoras, que criam a gaiola magnética para confinar o plasma.
[Imagem: Max Planck Institute for Plasma Physics]

Resfriamento a água

As descargas de plasma obtidas até agora no Wendelstein 7-X têm sido de duração muito curta. Para testar o desempenho do conceito em operação contínua, o equipamento está agora recebendo um revestimento de parede resfriado a água.

Quando esses radiadores estiverem instalados, a equipe irá gradativamente trabalhar em plasmas com até 30 minutos de duração.

Então será possível verificar se o Wendelstein 7-X também pode cumprir seus objetivos de otimização em operação contínua - a principal vantagem dos estelaratores.

• Liga de vanádio suporta calor em reator de fusão nuclear

Mais tópicos