Cientistas demonstram a capacidade de confinamento de íons energéticos em plasma superquente para uma reação de fusão helicoidal

Por , em 31.07.2019

Pesquisadores dos Institutos Nacionais de Ciências da Natureza do Japão conseguiram confinar íons energéticos semelhantes a partículas alfa no plasma de um sistema helicoidal pela primeira vez.

Isso é importante porque o confinamento de tais partículas é necessário para criar energia de fusão em um reator helicoidal.

Reação de fusão

No futuro, os cientistas planejam usar a reação de deutério-trítio em um plasma de alta temperatura para operar reatores de fusão. Tal sistema pode ser melhor do que o sistema tokamak, por exemplo, porque o primeiro tem a vantagem de operar em estado estacionário.

Nestes tipos de reatores, partículas alfa com energia na faixa de 3,5 MeV (mega elétrons-volt) são geradas pela fusão. Essas partículas aquecem e transferem sua energia para o plasma, sustentando sua condição de alta temperatura necessária para a reação.

Para que tudo corra bem, no entanto, os íons energéticos na faixa de MeV devem ser firmemente confinados dentro do plasma superquente.

E foi isso o que os pesquisadores japoneses demonstraram ser possível no seu novo estudo.

O experimento

Em plasmas de deutério, a equipe, liderada pelos professores Kunihiro Ogawa e Mitsutaka Isobe, criou íons de trítio de 1 MeV através de reações de fusão dêuteron-dêuteron.

Os trítios têm o mesmo comportamento das partículas alfa que seriam geradas em um futuro plasma superquente.

Uma vez confinados nesse plasma, os trítios sofrem reação secundária e emitem nêutrons de alta energia por reação de fusão com íons de dêuteron.

Os pesquisadores conseguiram avaliar o desempenho do confinamento dos íons energéticos medindo os nêutrons em várias configurações, e notaram que o confinamento iônico funciona melhor quando o eixo do campo magnético é deslocado para dentro.

Próximos passos

A pesquisa provou o conceito de confinamento iônico em sistemas helicoidais pela primeira vez.

Agora, deverá ser mais fácil para estudos futuros confinarem verdadeiras partículas alfa nas configurações necessárias para gerar energia de fusão em um reator helicoidal.

Um artigo sobre o estudo foi publicado na revista científica Nuclear Fusion. [Phys]

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