A China está prestes a começar a operar com seu “sol artificial” – um dispositivo de fusão nuclear que produz energia, replicando as reações que ocorrem no centro do sol.
Se for bem-sucedido, o dispositivo poderá aproximar os cientistas de alcançar o objetivo final da fusão nuclear: energia limpa barata e quase ilimitada.
O dispositivo, chamado HL-2M Tokamak, faz parte do projeto Experimental Advanced Superconducting Tokamak do país, que está em funcionamento desde 2006. Em março, um funcionário da China National Nuclear Corporation anunciou que concluiria a construção do HL-2M até o final de o ano.
O sistema de bobinas foi instalado em junho e, desde então, o trabalho no HL-2M ocorreu “sem problemas”, informou a Agência de Notícias Xinhua em novembro.
Duan Xuru, chefe do Instituto de Física do Sudoeste, que faz parte da corporação, anunciou que o dispositivo entrará em operação em 2020 na China Fusion Energy Conference 2019, informou a agência de notícias estatal. Ele disse aos participantes como o novo dispositivo atingirá temperaturas acima de 200 milhões de graus Celsius. Isso é cerca de 13 vezes mais quente que o centro do sol. Dispositivos anteriores desenvolvidos para o experimento artificial do sol atingiram 100 milhões de graus Celsius, um avanço anunciado em novembro do ano passado.
A fusão nuclear é a reação que alimenta o sol. Envolve a fusão de dois núcleos atômicos mais leves para formar um núcleo mais pesado – uma reação que libera uma enorme quantidade de energia. No sol, onde as temperaturas do núcleo atingem cerca de 15 milhões de graus Celsius, os núcleos de hidrogênio se combinam para formar hélio.
Para recriar isso na Terra, os cientistas devem aquecer o combustível – tipos de hidrogênio – a temperaturas acima de 100 milhões de graus Celsius. Neste ponto, o combustível se torna um plasma. Esse plasma extremamente quente deve ser confinado e um método que os cientistas vêm desenvolvendo é um dispositivo em forma de rosca chamado tokamak. Isso usa campos magnéticos para tentar estabilizar o plasma, para que as reações possam ocorrer e a energia seja liberada. No entanto, o plasma é propenso a produzir rajadas. Se estes tocarem na parede do reator, podem danificar o dispositivo.
Embora a fusão nuclear estável tenha sido alcançada, a quantidade de energia necessária para produzir as reações supera a quantidade de energia gerada.
James Harrison, físico sênior de fusão da Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA) disse à Newsweek que o HL-2M Tokamak da China difere de outros dispositivos devido à flexibilidade do seu campo magnético. Os cientistas poderão adaptá-lo para proteger o interior do dispositivo quando ele estiver operando em alta potência.
Ele explicou: “Os dispositivos de fusão de confinamento magnético – como os tokamaks – geralmente depositam o calor de exaustão e as partículas do núcleo produtor de fusão em uma camada muito estreita, com centímetros a milímetros de largura, o que leva a cargas muito altas de calor e partículas que podem danificar as superfícies que revestem o interior do dispositivo em um reator; a flexibilidade disponível no HL-2M permitirá que os pesquisadores explorem novas soluções para esse problema “.
Harrison disse que o primeiro estágio do HL-2M provavelmente envolverá o teste de cada parte do sistema individualmente. Espera-se que os físicos chineses testem sistemas integrados antes de iniciar experimentos. “O próximo passo é começar a produzir plasmas de desempenho relativamente baixo para explorar a otimização da quebra do plasma e aumentar o desempenho, melhorando vários subsistemas ao longo do caminho para melhorar a confiabilidade e a controlabilidade do dispositivo”, disse ele. .
“O HL-2M fornecerá aos pesquisadores dados valiosos sobre a compatibilidade de plasmas de fusão de alto desempenho com abordagens para lidar com mais eficiência com o calor e as partículas exauridas do núcleo do dispositivo. Esse é um dos maiores problemas enfrentados pelo desenvolvimento de um comercial reator de fusão e os resultados do HL-2M, como parte da comunidade internacional de pesquisa de fusão, influenciarão o design desses reatores “.
Publicado em 21/12/2019
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