p Um obstáculo importante para os dispositivos de fusão chamados stellarators - instalações sinuosas que buscam aproveitar na Terra as reações de fusão que alimentam o sol e as estrelas - tem sido sua capacidade limitada de manter o calor e o desempenho do plasma que alimenta essas reações. Agora pesquisa colaborativa de cientistas do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e do Instituto Max Planck de Física de Plasma em Greifswald, Alemanha, descobriram que a instalação Wendelstein 7-X (W7-X) em Greifswald, o maior e mais avançado stellarator já construído, demonstrou uma etapa fundamental para superar esse problema. p Instalação de ponta

p A instalação de ponta, construído e instalado no Instituto Max Planck de Física do Plasma com o PPPL como o principal colaborador dos EUA, é projetado para melhorar o desempenho e a estabilidade do plasma - o quente, estado carregado de matéria composta de elétrons livres e núcleos atômicos, ou íons, isso representa 99 por cento do universo visível. As reações de fusão fundem íons para liberar grandes quantidades de energia - o processo que os cientistas estão procurando criar e controlar na Terra para produzir de forma segura, energia limpa e virtualmente ilimitada para gerar eletricidade para toda a humanidade.

p Uma pesquisa recente no W7-X teve como objetivo determinar se o projeto da instalação avançada poderia atenuar o vazamento de calor e partículas do núcleo do plasma que há muito retardava o avanço dos estelares. "Essa é uma das questões mais importantes no desenvolvimento de dispositivos de fusão stellarator, "disse o físico do PPPL Novimir Pablant, autor principal de um artigo que descreve os resultados em Fusão nuclear .

p Seu trabalho valida um aspecto importante das descobertas. A pesquisa, combinado com os resultados de um artigo aceito pelo físico de Max Planck Sergey Bozhenkov e um artigo sob revisão pelo físico Craig Beidler do instituto, demonstra que o projeto avançado de fato modera o vazamento. "Nossos resultados mostraram que tivemos um primeiro vislumbre de nossos regimes físicos alvo muito antes do esperado, "disse o físico de Max Planck, Andreas Dinklage." Lembro-me de minha empolgação ao ver os dados brutos de Novi na sala de controle logo após o tiro. Percebi imediatamente que era um dos raros momentos na vida de um cientista em que as evidências que você mede mostram que você está seguindo o caminho certo. Mas mesmo agora ainda há um longo caminho a percorrer. "

p Problema comum

p O vazamento, chamado de "transporte, "é um problema comum para stellarators e dispositivos de fusão mais amplamente usados, chamados de tokamaks, que tradicionalmente lidam melhor com o problema. Duas condições dão origem ao transporte nessas instalações, que confinam o plasma em campos magnéticos que orbitam as partículas.

p Essas condições são:

• Turbulência. O turbilhão incontrolável e redemoinhos de plasma podem desencadear o transporte;
• Colisões e órbitas. As partículas que orbitam as linhas do campo magnético muitas vezes podem colidir, tirando-os de suas órbitas e causando o que os físicos chamam de "transporte neoclássico".

p Os projetistas do stellarator W7-X procuraram reduzir o transporte neoclássico modelando cuidadosamente o complexo, bobinas magnéticas tridimensionais que criam o campo magnético confinante. Para testar a eficácia do design, pesquisadores investigaram aspectos complementares dela.

p Pablant descobriu que as medições do comportamento do plasma em experimentos W7-X anteriores concordavam bem com as previsões de um código desenvolvido por Matt Landreman, da Universidade de Maryland, que se assemelha àqueles que os designers usaram para moldar as bobinas W7-X de torção. Bozhenov deu uma olhada detalhada nos experimentos e Beidler rastreou o controle do vazamento até o projeto avançado do stellarator.

p "Esta pesquisa valida as previsões de quão bem o design otimizado do W7-X reduz o transporte neoclássico, "Pablant disse. Em comparação, ele adicionou, "Stellarators não otimizados têm se saído muito mal" no controle do problema.

p Benefício adicional

p Um outro benefício do design otimizado é que ele revela de onde vem agora a maior parte do transporte no stellarator W7-X. "Isso nos permite determinar quanto transporte turbulento está acontecendo no núcleo do plasma, "Pablant disse." A pesquisa marca o primeiro passo para mostrar que os designs de stellarator de alto desempenho como o W-7X são uma maneira atraente de produzir um reator de fusão limpo e seguro. "