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Experimento conduzido no tokamak EAST manteve plasma estável em densidades de até 1,65 vez acima do Limite de Greenwald, resultado publicado em janeiro que reforça avanços científicos após décadas de pesquisa e sustenta projetos internacionais de fusão nuclear
O reator de fusão nuclear da China conhecido como “sol artificial” superou um limite crítico ao manter plasma estável em densidades extremas, ampliando a base científica da fusão nuclear e reforçando esforços internacionais que buscam, no longo prazo, uma fonte de energia limpa e praticamente ilimitada.
O avanço foi obtido pelo Tokamak Supercondutor Avançado Experimental, o Tokamak Supercondutor Avançado Experimental (EAST), que conseguiu sustentar plasma além da faixa operacional tradicional desses dispositivos. Segundo comunicado da Academia Chinesa de Ciências, o experimento manteve o quarto estado da matéria estável mesmo em condições antes consideradas um obstáculo central para a fusão nuclear controlada.
As descobertas foram detalhadas em estudo publicado em 1º de janeiro na revista Science Advances e indicam um caminho considerado prático e escalável para ampliar limites de densidade em tokamaks e reatores de próxima geração. O trabalho tem como coautor principal Ping Zhu, professor da Universidade de Ciência e Tecnologia da China.
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Fusão nuclear e o potencial de energia limpa de longo prazo
A fusão nuclear é frequentemente apontada como uma possível fonte de energia limpa praticamente ilimitada, por não gerar grandes volumes de resíduos nucleares nem emissões de gases de efeito estufa associadas à queima de combustíveis fósseis. O processo replica, em escala controlada, as reações que ocorrem no interior do Sol, fundindo átomos leves em um átomo mais pesado por meio de calor e pressão extremos.
Apesar desse potencial, a tecnologia permanece experimental. Há mais de 70 anos, reatores de fusão vêm sendo desenvolvidos sem que a ignição autossustentável tenha sido alcançada. Em geral, essas máquinas ainda consomem mais energia do que conseguem produzir, o que limita sua aplicação prática no presente.
Enquanto isso, cientistas do clima defendem reduções imediatas nas emissões de gases de efeito estufa, diante de impactos já observados das mudanças climáticas em diferentes regiões do planeta.
Nesse contexto, a fusão nuclear dificilmente se tornará uma solução para a crise climática atual, embora possa desempenhar papel relevante no futuro energético global.
Como funciona o tokamak EAST e o confinamento do plasma
O EAST é um reator de confinamento magnético do tipo tokamak, projetado para manter o plasma em combustão contínua por períodos prolongados. O dispositivo aquece o plasma a temperaturas extremamente elevadas e o aprisiona em uma câmara em formato de rosca, utilizando campos magnéticos intensos.
Como o Sol possui pressões muito superiores às que podem ser reproduzidas na Terra, os cientistas compensam essa diferença elevando a temperatura do plasma muito além da solar. O desafio central é manter esse plasma quente e confinado de forma estável, evitando perdas de energia e interrupções da reação.
Embora os tokamaks ainda não tenham atingido a ignição, o EAST vem ampliando progressivamente o tempo em que sustenta ciclos estáveis e altamente confinados de plasma. Esse progresso é visto como um passo importante no desenvolvimento de reatores de fusão mais eficientes.
O Limite de Greenwald e o desafio da densidade extrema
Um dos principais obstáculos à fusão nuclear é o chamado Limite de Greenwald, um limite de densidade além do qual o plasma tende a se tornar instável. Densidades mais altas são desejáveis porque aumentam a frequência de colisões entre átomos, reduzindo o custo energético da ignição.
Entretanto, ao ultrapassar esse limite, a instabilidade normalmente interrompe a reação de fusão. No experimento chinês, os pesquisadores conseguiram manter o plasma estável em densidades entre 1,3 e 1,65 vez acima do Limite de Greenwald, superando a faixa operacional usual de um tokamak, que varia de 0,8 a 1.
O controle foi alcançado por meio do gerenciamento cuidadoso da interação entre o plasma e as paredes do reator. Dois parâmetros iniciais foram decisivos: a pressão do gás combustível e o aquecimento por ressonância ciclotrônica de elétrons, que ajusta a frequência de absorção de micro-ondas pelos elétrons do plasma.
Regime livre de densidade e fundamentos teóricos
Ao ultrapassar o limite tradicional, os cientistas do EAST conseguiram aquecer o plasma até um estado previamente teorizado, conhecido como “regime livre de densidade”. Nesse regime, o plasma permanece estável mesmo com o aumento contínuo da densidade, algo nunca antes demonstrado nesse tipo de reator.
A pesquisa se baseia na teoria da auto-organização plasma-parede, ou PWSO, que propõe a possibilidade desse regime quando a interação entre o plasma e as paredes do reator atinge um equilíbrio cuidadosamente ajustado. Segundo o comunicado, essa condição foi alcançada pela primeira vez no EAST.
Embora não seja a primeira superação do Limite de Greenwald, o resultado se diferencia pela estabilidade obtida. Em 2022, o tokamak DIII-D, nos Estados Unidos, ultrapassou o limite, e em 2024, pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison relataram plasma estável a cerca de 10 vezes o limite usando um dispositivo experimental.
Impacto internacional e o caminho até o ITER
Os avanços obtidos no EAST e em outros experimentos internacionais devem servir de base para o desenvolvimento de novos reatores de fusão. China e Estados Unidos integram o programa do Reator Experimental Termonuclear Internacional (ITER), uma colaboração entre dezenas de países para construir o maior tokamak do mundo, localizado na França.
O ITER também será um reator experimental, projetado para criar fusão sustentada em escala relevante para pesquisa. Embora não seja uma usina comercial, o projeto é visto como um passo decisivo para viabilizar futuras centrais de energia de fusão.
De acordo com o cronograma atual, espera-se que o ITER comece a produzir reações de fusão em escala real em 2039. Até lá, resultados como os obtidos no EAST continuam sendo considerados essenciais para reduzir incertezas técnicas e consolidar o conhecimento necessário para a próxima fase da fusão nuclear, mesmo com dessafios ainda significativos a serem superados.
O ser humano é muito criativo e **** isso ainda vai dar uma grande ****
Em breve, o pendente não vai ser gerar energia, e sim resfriar o planeta.
A cada ano que passa, geramos mais calor do que o planeta consegue absorver.
As mudanças climáticas vão se intensificar ainda mais com o aumento do número de super data centers.
O consumo de água está aumentando vertiginosamente para resfriar esses equipamentos.
Não acho que a intervenção humana está mudando o planeta, por mim estamos passando por uma transição idêntica a todas que já aconteceram no mundo.
não acredito que temos esse potencial, os maiores controladores de temperatura na terra são os ciclos solares e os oceanos, cremos que causamos impactos isolados e alteramos micro climas que de forma alguma interfere no clima global, resumindo, somos uma cisco no palheiro