O principal autor, Yurii Victorovich Kovtun, apesar de ter sido forçado a evacuar o Instituto de Física e Tecnologia de Kharkiv em meio à atual guerra Rússia-Ucrânia, continuou a trabalhar com a Universidade de Kyoto para criar plasmas estáveis usando microondas.
Obter o plasma certo é um dos obstáculos para aproveitar as enormes quantidades de energia prometidas pela fusão nuclear.
Os plasmas – sopas de íons e elétrons – devem ser mantidos na densidade, temperatura e duração corretas para que os núcleos atômicos se fundam para alcançar a liberação de energia desejada.
Uma receita envolve o uso de grandes dispositivos em forma de rosquinha com ímãs poderosos que contêm um plasma enquanto geradores de micro-ondas cuidadosamente alinhados aquecem a mistura atômica.
Agora, o Instituto de Energia Avançada da Universidade de Kyoto, juntamente com o Instituto Kharkiv e o Instituto Max Planck de Física de Plasma, colaboraram para criar plasmas com densidades adequadas à fusão, usando energia de micro-ondas de baixa frequência.
A equipe de pesquisa identificou três etapas importantes na produção de plasma: quebra de gás semelhante a um raio, produção preliminar de plasma e plasma em estado estacionário. O estudo está sendo conduzido usando o Heliotron J, a mais recente iteração de dispositivos experimentais de plasma de fusão no Instituto de Energia Avançada, localizado no campus Uji de KyotoU, no sul de Kyoto.
“Inicialmente, não esperávamos esses fenômenos no Heliotron J, mas ficamos surpresos ao descobrir que os plasmas estavam se formando sem a ressonância do ciclotron”, explica o líder do grupo, Kazunobu Nagasaki.
Com base em décadas de experiência, a equipe de Nagasaki está explorando as descargas de plasma de fusão no Heliotron J.
A equipe injetou rajadas intensas de potência de micro-ondas de 2,45 GHz em um gás de alimentação. Os fornos de microondas domésticos operam na mesma frequência, mas o Heliotron J é cerca de 10 vezes mais potente e concentrado em alguns átomos de gás.
“Inesperadamente, descobrimos que explodir as microondas sem alinhamento do campo magnético do Heliotron J criou uma descarga que arrancou elétrons de seus átomos e produziu um plasma especialmente denso”, maravilha Nagasaki.
“Estamos extremamente gratos por nosso colega poder continuar apoiando o estudo, apesar da guerra na Ucrânia. Nossas descobertas sobre esse método para gerar plasmas usando descarga de micro-ondas podem simplificar a pesquisa de fusão no futuro”.
Publicado em 09/04/2023 13h50
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