Tokamak esférico inédito gera primeiro plasma rumo à fusão nuclear

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/01/2025

Primeiro plasma no tokamak esférico, gravado com uma câmera de enquadramento rápido na faixa espectral visível.
[Imagem: Universidad de Sevilla]

Tokamak esférico

Uma equipe internacional, sediada na Universidade de Sevilha, na Espanha, gerou o primeiro plasma em seu tokamak inovador, uma abordagem pioneira para tentar atingir a fusão nuclear.

O tokamak experimental, batizado de SMART, sigla em inglês para "tokamak de pequena proporção", tem como principal diferencial um projeto esférico exclusivo, o que lhe dá capacidades de moldagem flexíveis.

Ele foi projetado para demonstrar as propriedades físicas e de engenharia exclusivas dos plasmas em forma de "triangularidade negativa", o que promete usinas de energia de fusão nuclear muito compactas.

A triangularidade descreve o formato do plasma. A maioria dos tokamaks opera com triangularidade positiva, o que significa que o plasma em seu interior assume um formato parecido com a letra D.

Quando a parte reta do D está voltada para o centro do tokamak, diz-se que ele tem triangularidade positiva. Quando é a parte curva do D que está voltada para o centro, o plasma tem triangularidade negativa.

Este é o tokamak esférico SMART, ainda na fase de construção.
[Imagem: Universidad de Sevilla]

Triangularidade negativa

Plasma com formatos com triangularidade negativa apresentam melhor desempenho porque eliminam as instabilidades que expelem partículas e energia, prevenindo danos à parede do tokamak.

Além de oferecer alto desempenho de fusão, a triangularidade negativa também apresenta soluções atraentes de manuseio de energia, uma vez que cobre uma área maior, facilitando a exaustão do calor. Isso também facilita o projeto de engenharia para futuras usinas de energia de fusão, que poderão ser mais simples e menores.

Mas, por enquanto, tudo isso era apenas teoria, já que o SMART será o primeiro tokamak esférico compacto operando em temperaturas de fusão com plasmas de formato triangular negativo.

Daí a importância desse marco alcançado pela equipe, com a geração do primeiro plasma.

Esboço do tokamak SMART, incluindo uma visão artística do seu plasma com triangularidade negativa.
[Imagem: D.J. Cruz-Zabala et al. - 10.1088/1741-4326/ad8a70]

Animação

O formato esférico do SMART deve torná-lo mais capaz de confinar o plasma do que o formato tradicional de anel. A dificuldade de confinamento do plasma é um dos maiores complicadores para a construção dos tokamaks, que exigem gigantescos campos magnéticos para impedir que o plasma toque as paredes do reator, sob o risco de derretê-las e por tudo a perder.

"Ficamos todos muito animados em ver o primeiro plasma confinado magneticamente e estamos ansiosos para explorar as capacidades do dispositivo SMART junto com a comunidade científica internacional. O SMART despertou grande interesse no mundo todo," disse a professora Eleonora Viezzer.

"Esta é uma conquista importante para toda a equipe, já que agora estamos entrando na fase operacional do SMART. A abordagem SMART é um potencial divisor de águas com desempenho de fusão e manuseio de energia atraentes para futuros reatores de fusão compactos. Temos tempos emocionantes pela frente!" completou seu colega Manuel García Muñoz.

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