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Este reator de fusão nuclear produziu 10 vezes mais reações que o esperado

Por| Editado por Patricia Gnipper | 29 de Março de 2022 às 19h05

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Tomislav Jakupec/Pixabay
Tomislav Jakupec/Pixabay

Um dos experimentos de reatores de fusão nuclear acaba de dar um novo passo rumo à obtenção de energia para consumo. Em sua primeira demonstração, a empresa australiana HB11 conseguiu 10 vezes mais reações de fusão do que o esperado.

Os projetos atuais de fusão nuclear são liderados por reatores como os tokamak e stellarator, que produzem um plasma com temperaturas comparáveis às de um "Sol artificial". A ideia é imitar o processo que ocorre no interior das estrelas para fundir núcleos atômicos de hidrogênio.

Contudo, não podemos reproduzir a gravidade de uma estrela para controlar o plasma no interior dos reatores, então os cientistas criam campos magnéticos ultrapoderosos para conter as partículas ao aquecê-las.

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Ao elevar o calor, os átomos se movimentam e acabam se chocando em altíssima velocidade (lembre-se, calor é movimento cinético dos átomos). Com tamanha energia, essas colisões são o suficiente para “esmagar” dois átomos de hidrogênio em um novo átomo de hélio (geralmente usam-se isótopos desses elementos).

No experimento da HB11, por outro lado, os pesquisadores optaram por não utilizar o calor como principal ferramenta para produzir a fusão — eles usam dois lasers. Em vez de “cozinhar” os átomos até alguns se fundirem, a abordagem da HB11 é mais semelhante a um jogo de sinuca.

Com os avanços recentes em lasers de "amplificação de pulso sonoro" de ultra-potência, a empresa produz pulsos em níveis monstruosos acima de 10 petawatts. No centro do dispositivo, há uma abertura por onde uma rajada laser deve passar para atingir uma pastilha de boreto (composto de boro e hidrogênio).

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Quando o laser é acionado, os átomos de hidrogênio da amostra são atingidos diretamente e “voam” tão rápido que se fundem com os átomos vizinhos. Há ainda outra abertura para um segundo laser, que estabelece um campo de contenção magnético para o plasma que se forma nessa reação.

A fusão hidrogênio-boro não cria calor, e sim átomos de hélio (ou partículas alfa) carregadas positivamente. Com a fusão, a energia que mantém os núcleos de átomos individuais afastados uns dos outros é liberada. Assim, a empresa pode criar energia utilizável sem produzir nenhum resíduo nuclear.

Os pesquisadores estimaram que cerca de 1,4 x 10¹¹ partículas alfa foram criadas na demonstração de fusão nuclear, observando que essa era uma "clara subestimação" devido a limitações de métodos para o cálculo.

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A eficiência geral de conversão do processo (energia de laser para energia de fusão) ainda foi baixa — cerca de 0,005%, de acordo com os pesquisadores da HB11. Mas os resultados "permitiram o suporte qualitativo do mecanismo básico" e deixaram a equipe muito animada, com muitos possíveis caminhos para mais pesquisa.

O estudo foi publicado na revista Applied Sciences.

Fonte: HB11, via: New Atlas