p Para que a fusão gere energia substancial, o plasma ultra-quente que alimenta as reações de fusão deve permanecer estável e evitar o resfriamento. Pesquisadores mostraram recentemente o lítio, Um leve, metal branco prateado, para ser eficaz em ambos os aspectos durante os experimentos americanos-chineses de definição de caminho no Tokamak Supercondutor Experimental Avançado (EAST) em Hefei, China. Liderando a colaboração dos EUA está o Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE), junto com os co-pesquisadores principais Los Alamos e Oak Ridge National Laboratories, com a Johns Hopkins University, a Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, a Universidade do Tennessee-Knoxville, e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Cientistas da General Atomics também participam por meio de uma bolsa separada. p Sete pesquisadores americanos viajaram para o EAST em dezembro, 2016, para participar dos experimentos. Eles implantaram lítio no tokamak chinês de três maneiras diferentes:por meio de um injetor de pó de lítio, um injetor de grânulo de lítio, e um limitador de lítio líquido (FLiLi) que distribuía o elemento na forma líquida até a borda dos plasmas EAST.

p A pesquisa mostrou um excelente progresso em todas as três áreas. A forma dos experimentos e seus resultados incluíram:

• O primeiro uso do injetor de pó de lítio no EAST descarrega o plasma quente através do divertor de tungstênio do tokamak. O pó injetado eliminou com sucesso as instabilidades periódicas conhecidas como modos de localização de borda (ELMs) que poderiam danificar o divertor. Os resultados foram bem comparados com o uso de lítio em pó no divertor de carbono em experimentos EAST anteriores, em pesquisas anteriores da National Spherical Torus Experiments (NSTX) no PPPL, e no DIII-D National Fusion Facility que a General Atomics opera para o DOE em San Diego, indicando uma compatibilidade básica entre tungstênio e lítio. Essa compatibilidade será necessária para projetos de usinas de energia futuros que considerem o tungstênio como o substrato para componentes de plasma de lítio líquido.
• O uso do injetor de grânulos de lítio mostrou que existe um limite para o tamanho mínimo dos grânulos que são grandes o suficiente para acionar ELMs - um procedimento alternativo que faz com que as instabilidades sejam menores, mais frequente e menos prejudicial aos componentes voltados para o plasma. O limite observado mostrou semelhanças com o tamanho mínimo dos grânulos de desencadeamento de ELM em experimentos DIII-D recentes.
• O uso de um dispositivo FLiLi de segunda geração reduziu drasticamente a quantidade de deutério na borda do plasma que reciclou de volta para o núcleo do plasma e o resfriou durante os experimentos de alto confinamento. A perda de calor causada pela reciclagem pode interromper as reações de fusão. O dispositivo FLiLi foi inserido no plano médio externo do dispositivo EAST. Imagens de câmera rápida de experimentos EAST, realizada com e sem inserção de limitador, mostrou reciclagem de lítio potencialmente prejudicial sem o limitador, em comparação com lítio neutro e ionizado com o limitador instalado. Além disso, pesquisadores observaram pela primeira vez várias fases melhoradas de confinamento de energia com o uso de FLiLi.