Os cientistas há muito procuram uma maneira de desenvolver a fusão nuclear, que poderia oferecer uma fonte ilimitada de energia limpa à medida que o mundo começa a eliminar os combustíveis fósseis. A fusão, que é a energia que alimenta o sol e outras estrelas, combina elementos de luz na forma de partículas quentes e carregadas conhecidas como plasma para gerar grandes quantidades de energia.
Agora, os pesquisadores chegaram um passo mais perto de aproveitar esse poder inesgotável, pois especialistas do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) fizeram novos avanços que podem facilitar a criação e sustentação da fusão nuclear.
A equipe descobriu que, ao atualizar um modelo matemático para incluir uma propriedade física conhecida como resistividade, eles poderiam desenvolver um design aprimorado de um tokamak, que é uma instalação de fusão em forma de rosquinha onde partículas carregadas são usadas para tentar criar fusão nuclear.
O físico do PPPL Nathaniel Ferraro, um dos pesquisadores colaboradores, disse: “A resistividade é a propriedade de qualquer substância que inibe o fluxo de eletricidade.
“É como a viscosidade de um fluido, que inibe as coisas que se movem através dele.
“Por exemplo, uma pedra se moverá mais lentamente no melaço do que na água e mais lentamente na água do que no ar.”
A fusão nuclear tem o potencial de gerar mais de quatro milhões de vezes a quantidade de energia liberada por uma reação química equivalente – como a queima de carvão, petróleo ou gás – e quatro vezes a da fissão nuclear, que envolve a divisão de átomos.
Paralelamente, a tecnologia de fusão tem as vantagens de ser praticamente ilimitada, intrinsecamente segura e totalmente isenta de quaisquer emissões de gases com efeito de estufa e resíduos nucleares.
No último estudo, os cientistas descobriram que a resistividade também pode causar instabilidade na borda do plasma, o que faz com que as temperaturas e as pressões subam acentuadamente.
LEIA MAIS: Triunfo do Brexit: Reino Unido vence projeto europeu em grande corrida
Ao incorporar a resistividade em modelos que preveem o comportamento do plasma, os cientistas podem projetar sistemas para futuras instalações de fusão que tornem o plasma mais estável.
O autor principal Andreas Kleiner disse: “Queremos usar esse conhecimento para descobrir como desenvolver um modelo que nos permita conectar certas características do plasma e prever se o plasma será estável antes de realmente fazermos um experimento.
“Basicamente, nesta pesquisa, vimos que a resistividade é importante e nossos modelos devem incluí-la.”
Ao estabilizar o plasma, os pesquisadores evitarão erupções de plasma conhecidas como modos localizados na borda (ELMs) que podem danificar os componentes internos do tokamak ao longo do tempo, exigindo que esses componentes sejam substituídos com mais frequência.
Isso permitirá que os reatores de fusão avançados do futuro operem por meses antes de serem reparados.
O Reino Unido está atualmente liderando o caminho no desenvolvimento de tecnologia de fusão, com o projeto Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) atualmente em sua fase inicial de “concept design”, que será concluído até 2024.
No início deste ano, a Grã-Bretanha fez um grande avanço na fusão depois que o recorde foi quebrado para a quantidade de energia que pode ser extraída da fusão nuclear.
Os cientistas há muito procuram uma maneira de desenvolver a fusão nuclear, que poderia oferecer uma fonte ilimitada de energia limpa à medida que o mundo começa a eliminar os combustíveis fósseis. A fusão, que é a energia que alimenta o sol e outras estrelas, combina elementos de luz na forma de partículas quentes e carregadas conhecidas como plasma para gerar grandes quantidades de energia.
Agora, os pesquisadores chegaram um passo mais perto de aproveitar esse poder inesgotável, pois especialistas do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) fizeram novos avanços que podem facilitar a criação e sustentação da fusão nuclear.
A equipe descobriu que, ao atualizar um modelo matemático para incluir uma propriedade física conhecida como resistividade, eles poderiam desenvolver um design aprimorado de um tokamak, que é uma instalação de fusão em forma de rosquinha onde partículas carregadas são usadas para tentar criar fusão nuclear.
O físico do PPPL Nathaniel Ferraro, um dos pesquisadores colaboradores, disse: “A resistividade é a propriedade de qualquer substância que inibe o fluxo de eletricidade.
“É como a viscosidade de um fluido, que inibe as coisas que se movem através dele.
“Por exemplo, uma pedra se moverá mais lentamente no melaço do que na água e mais lentamente na água do que no ar.”
A fusão nuclear tem o potencial de gerar mais de quatro milhões de vezes a quantidade de energia liberada por uma reação química equivalente – como a queima de carvão, petróleo ou gás – e quatro vezes a da fissão nuclear, que envolve a divisão de átomos.
Paralelamente, a tecnologia de fusão tem as vantagens de ser praticamente ilimitada, intrinsecamente segura e totalmente isenta de quaisquer emissões de gases com efeito de estufa e resíduos nucleares.
No último estudo, os cientistas descobriram que a resistividade também pode causar instabilidade na borda do plasma, o que faz com que as temperaturas e as pressões subam acentuadamente.
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Ao incorporar a resistividade em modelos que preveem o comportamento do plasma, os cientistas podem projetar sistemas para futuras instalações de fusão que tornem o plasma mais estável.
O autor principal Andreas Kleiner disse: “Queremos usar esse conhecimento para descobrir como desenvolver um modelo que nos permita conectar certas características do plasma e prever se o plasma será estável antes de realmente fazermos um experimento.
“Basicamente, nesta pesquisa, vimos que a resistividade é importante e nossos modelos devem incluí-la.”
Ao estabilizar o plasma, os pesquisadores evitarão erupções de plasma conhecidas como modos localizados na borda (ELMs) que podem danificar os componentes internos do tokamak ao longo do tempo, exigindo que esses componentes sejam substituídos com mais frequência.
Isso permitirá que os reatores de fusão avançados do futuro operem por meses antes de serem reparados.
O Reino Unido está atualmente liderando o caminho no desenvolvimento de tecnologia de fusão, com o projeto Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) atualmente em sua fase inicial de “concept design”, que será concluído até 2024.
No início deste ano, a Grã-Bretanha fez um grande avanço na fusão depois que o recorde foi quebrado para a quantidade de energia que pode ser extraída da fusão nuclear.
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