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A fusão nuclear se torna mais eficiente e mais enxuta com microondas

É bem sabido que as micro-ondas são boas para aquecer coisas. (Fonte da imagem: Kyle Palmer/PPPL)
É bem sabido que as micro-ondas são boas para aquecer coisas. (Fonte da imagem: Kyle Palmer/PPPL)
Não é apenas a energia necessária para aquecer o plasma que poderia ser drasticamente reduzida. A estrutura, especialmente dentro do reator de fusão, também se tornaria significativamente mais enxuta.

O grande desafio da fusão nuclear é obter as condições necessárias para que os núcleos atômicos possam se fundir. Isso funciona bem no Sol. Entretanto, é difícil reproduzir isso em pequena escala sem a pressão quase infinita de 330.000 massas terrestres.

Ao mesmo tempo, cada otimização ou simplificação da estrutura representa um passo a mais em direção à obtenção de mais energia a partir da fusão do que a que é colocada na operação do sistema.

Um novo projeto desenvolvido por pesquisadores do Princeton Plasma Physics Laboratorydepartamento de Energia dos EUA, da Universidade de Kyushu e de uma empresa privada é um deles.

Afinal, não apenas um componente é dispensado durante a construção, mas a energia necessária para produzir o plasma também é significativamente reduzida. Para usar a metáfora dos cientistas: em vez de usar uma torradeira, um micro-ondas será usado para aquecimento no futuro.

Economia dupla

Isso significa que o aquecedor de alto desempenho dentro do tokamak, que usa resistência ôhmica para aquecimento como uma torradeira, pode ser dispensado. Isso significa que o reator inteiro pode ser construído de forma muito mais compacta e que menos componentes precisam ser usados exatamente onde as temperaturas máximas são atingidas.

Por outro lado, a radiação de micro-ondas, que também pode ser usada para aquecimento em casa, é emitida de fora. De acordo com o documento, também é possível obter uma economia notável no fornecimento de energia.

Em vez dos anteriores 15 a 25 mega amperes de corrente, são necessários "apenas" 8 mega amperes para gerar as microondas e atingir uma temperatura de cerca de 100 milhões de graus.

Agora são necessárias mais simulações para determinar o ângulo ideal de incidência e os intervalos de tempo entre os pulsos. Por fim, outros fatores devem ser levados em conta nessas condições extremas. Entre outras coisas, essa forte radiação de micro-ondas induz correntes no fluxo de plasma, que também contribuem para o aquecimento, mas também podem causar instabilidades.

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Mario Petzold, 2024-08-13 (Update: 2024-08-15)