Uma fina nuvem de vapor na frente de um metal líquido pode ser a solução para proteger as paredes do reator de futuras usinas de fusão para os fluxos extremos de calor encontrados. No Nature Communications , O candidato a PhD Stein van Eden e colegas da DIFFER e da Universidade de Ghent apresentam medições de uma nuvem de vapor capturando e redistribuindo a energia do plasma que entra no reator. O trabalho indica que as paredes de metal líquido são um conceito promissor para futuros reatores de fusão como o DEMO.

Com os preparativos para o projeto de fusão ITER em andamento, alguns pesquisadores estão olhando além disso, às primeiras usinas de fusão geradoras de eletricidade. Esses reatores DEMO irão imitar o processo de fusão entre os núcleos de hidrogênio no coração das estrelas para produzir energia segura e praticamente inesgotável. O material da parede para lidar com o bombardeio de calor e partículas no escapamento ou divertor do ITER será feito de tungstênio, mas mesmo esse metal provavelmente não estará à altura das condições mais intensas das usinas DEMO.

Proteção de metal líquido e vapor

Em seu artigo da Nature Communications, Stein van Eden e seus colegas exploraram o conceito de uma parede de metal líquido com autocura para usinas de fusão. Este líquido - por exemplo, estanho ou lítio - flui através de uma malha de tungstênio e se repara continuamente dos danos do plasma. Especialmente interessante é a nuvem de vapor crescente e decrescente que se formará acima do líquido, pois pode absorver calor e partículas de entrada do plasma antes de atingirem a superfície e irradiar energia para uma superfície muito maior do que a zona de impacto original.

A pesquisa de Van Eden mostra que a proteção de vapor atua para estabilizar automaticamente a temperatura da superfície, mesmo durante as variações no plasma que se aproxima. Quando a temperatura da superfície começa a subir, mais metal líquido irá evaporar, levando a uma nuvem de vapor mais densa que absorve e redistribui a energia do plasma. Com tais propriedades de autorregulação e autocura, paredes de metal líquido podem ter um futuro brilhante pela frente.