A energia de fusão tem o potencial de fornecer energia limpa e segura, livre de emissões de dióxido de carbono. Contudo, imitar o processo de energia solar é uma tarefa difícil de alcançar. Dois jovens físicos de plasma da Chalmers University of Technology desenvolveram um modelo de tecnologia que pode levar a melhores métodos para desacelerar elétrons descontrolados que podem destruir um futuro reator sem aviso.

É necessária alta pressão e temperaturas de cerca de 150 milhões de graus para que os átomos se fundam. Adicionalmente, elétrons descontrolados causam estragos nos reatores de fusão que estão sendo desenvolvidos. Em reatores tokamak, campos elétricos indesejados podem comprometer todo o processo. Elétrons com energia extremamente alta podem acelerar repentinamente a velocidades tão altas que destroem a parede do reator.

São esses elétrons descontrolados que os doutorandos Linnea Hesslow e Ola Embréus identificaram e desaceleraram com sucesso. Junto com seu conselheiro, Professor Tünde Fülöp do Departamento de Física Chalmers, eles efetivamente desaceleraram os elétrons descontrolados ao injetar os chamados íons pesados ​​de néon ou argônio na forma de gás ou pelotas.

Quando os elétrons colidem com a alta carga nos núcleos dos íons, eles encontram resistência e perdem velocidade. As muitas colisões tornam a velocidade controlável e permitem que o processo de fusão continue. Usando descrições matemáticas e simulações de plasma, é possível prever a energia dos elétrons - e como ela muda em diferentes condições.

"Quando podemos efetivamente desacelerar os elétrons descontrolados, estamos um passo mais perto de um reator de fusão funcional. Considerando que há tão poucas opções para resolver as crescentes necessidades de energia do mundo de forma sustentável, a energia de fusão é incrivelmente emocionante, uma vez que deriva seu combustível da água do mar comum, "diz Linnea Hesslow.

Ela e seus colegas publicaram recentemente um artigo em um jornal de renome Cartas de revisão física . "O interesse por este trabalho é enorme. O conhecimento é necessário para futuros experimentos em grande escala e fornece esperança para a solução de problemas difíceis. Esperamos que o trabalho tenha um grande impacto no futuro, "diz o professor Tünde Fülöp.

Apesar do grande progresso feito na pesquisa de energia de fusão nos últimos cinquenta anos, ainda não existe uma usina de fusão comercial. Agora mesmo, todos os olhos estão voltados para a colaboração internacional de pesquisa relacionada ao reator ITER no sul da França.

"Muitos acreditam que vai funcionar, mas é mais fácil viajar para Marte do que alcançar a fusão. Você poderia dizer que estamos tentando colher estrelas aqui na Terra, e isso pode levar algum tempo. Leva temperaturas incrivelmente altas, mais quente que o centro do sol, para que possamos alcançar a fusão com sucesso aqui na terra. É por isso que espero que a pesquisa receba os recursos necessários para resolver o problema da energia a tempo, "diz Linnea Hesslow.

Fatos:Energia de fusão e elétrons descontrolados

A energia de fusão ocorre quando núcleos atômicos leves são combinados usando alta pressão e temperaturas extremamente altas de cerca de 150 milhões de graus Celsius. A energia é criada da mesma forma que no sol. A energia de fusão é uma alternativa muito mais segura à energia nuclear, que se baseia na divisão (fissão) de átomos pesados. Se algo der errado em um reator de fusão, todo o processo para e esfria. Ao contrário de um acidente nuclear, não há risco de o meio ambiente ser afetado. O combustível em um reator de fusão não pesa mais do que um selo, e as matérias-primas vêm da água do mar comum.