Os cientistas estão trabalhando para acelerar drasticamente o desenvolvimento da energia de fusão em um esforço para fornecer energia à rede elétrica em breve para ajudar a mitigar os impactos das mudanças climáticas. A chegada de uma tecnologia inovadora - supercondutores de alta temperatura, que podem ser usados ​​para construir ímãs que produzem campos magnéticos mais fortes do que anteriormente possível - poderia ajudá-los a atingir esse objetivo. Os pesquisadores planejam usar esta tecnologia para construir ímãs na escala necessária para a fusão, seguido pela construção do que seria o primeiro experimento de fusão do mundo a produzir um ganho líquido de energia.

O esforço é uma colaboração entre o Plasma Science &Fusion Center do Massachusetts Institute of Technology e a Commonwealth Fusion Systems, e eles apresentarão seu trabalho na reunião da American Physical Society Division of Plasma Physics em Portland, Minério.

A energia de fusão é gerada quando núcleos de pequenos átomos se combinam em átomos maiores em um processo que libera enormes quantidades de energia. Esses núcleos, normalmente primos mais pesados ​​do hidrogênio, chamados deutério e trítio, são carregados positivamente e, portanto, sentem uma forte repulsão que só pode ser superada em temperaturas de centenas de milhões de graus. Embora essas temperaturas, e, portanto, reações de fusão, podem ser produzidos em experimentos de fusão modernos, as condições necessárias para um ganho líquido de energia ainda não foram alcançadas.

Uma solução potencial para isso poderia ser aumentar a força dos ímãs. Os campos magnéticos em dispositivos de fusão servem para manter esses gases ionizados quentes, chamados plasmas, isolado e isolado da matéria comum. A qualidade deste isolamento fica mais eficaz à medida que o campo fica mais forte, o que significa que é necessário menos espaço para manter o plasma quente. Dobrar o campo magnético em um dispositivo de fusão permite reduzir seu volume - um bom indicador de quanto custa o dispositivo - por um fator de oito, ao mesmo tempo em que obtém o mesmo desempenho. Assim, campos magnéticos mais fortes tornam a fusão menor, mais rápido e mais barato.

Um avanço na tecnologia de supercondutores poderia permitir que usinas de fusão se tornassem realidade. Supercondutores são materiais que permitem que correntes passem por eles sem perder energia, mas, para isso, devem ser muito frios. Novos compostos supercondutores, Contudo, pode operar em temperaturas muito mais altas do que os supercondutores convencionais. Crítico para fusão, esses supercondutores funcionam mesmo quando colocados em campos magnéticos muito fortes.

Embora originalmente em uma forma não útil para a construção de ímãs, pesquisadores descobriram maneiras de fabricar supercondutores de alta temperatura na forma de "fitas" ou "fitas" que fazem ímãs com desempenho sem precedentes. O design desses ímãs não é adequado para máquinas de fusão porque eles são muito pequenos. Antes do novo dispositivo de fusão, chamado SPARC, pode ser construído, os novos supercondutores devem ser incorporados ao tipo de grande, ímãs fortes necessários para a fusão.

Assim que o desenvolvimento do ímã for bem-sucedido, a próxima etapa será construir e operar o experimento de fusão SPARC. SPARC será um dispositivo de fusão tokamak, um tipo de configuração de confinamento magnético semelhante a muitas máquinas já em operação (Figura 1).

Como uma realização análoga ao primeiro vôo dos irmãos Wright em Kitty Hawk, demonstrando um ganho líquido de energia, o objetivo da pesquisa de fusão por mais de 60 anos, poderia ser suficiente para colocar a fusão firmemente nos planos nacionais de energia e lançar o desenvolvimento comercial. O objetivo é ter o SPARC operacional até 2025.