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Pesquisa liderada por cientistas do Laboratório de Física do Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) fornece novas evidências de que as partículas de boro, o principal ingrediente do limpador doméstico Borax, pode revestir componentes internos de dispositivos de plasma em forma de donut conhecidos como tokamaks e melhorar a eficiência das reações de fusão.

"Nosso experimento traz informações importantes sobre como essa técnica funciona, "disse o físico do PPPL Alessandro Bortolon, autor principal de um artigo relatando as descobertas em Fusão nuclear . "Os resultados ajudarão a esclarecer se a injeção controlada de pó de boro pode ser usada para apoiar a operação eficiente de futuros reatores de fusão."

Fusion combina elementos leves na forma de plasma - o quente, estado carregado de matéria composta de elétrons livres e núcleos atômicos - em um processo que pode gerar grandes quantidades de energia. Os cientistas estão tentando aproveitar a fusão, que alimenta o sol e as estrelas, para criar um suprimento virtualmente inesgotável de energia para gerar eletricidade.

Os pesquisadores descobriram que a técnica de injeção de boro torna mais fácil a produção confiável de plasmas de alto desempenho em tokamaks com componentes internos revestidos de elementos leves como carbono, comumente usado em dispositivos atuais. Os resultados foram derivados de experimentos no DIII-D National Fusion Facility que a General Atomics opera para o DOE.

A pesquisa complementa as descobertas anteriores de experimentos realizados na atualização de experimento de divisor axialmente simétrico (ASDEX-U), operado pelo Instituto Max Planck de Física do Plasma em Garching, Alemanha. Esses experimentos mostraram que a técnica de injeção de boro possibilitou o acesso a plasmas de alto desempenho em tokamaks com interiores revestidos com metais como o tungstênio. Juntos, os experimentos DIII-D e ASDEX-U fornecem fortes evidências de que a técnica de injeção de boro garantirá um bom desempenho de plasma para uma variedade de máquinas de fusão.

Os experimentos DIII-D também preencheram uma informação que faltava, confirmando que a técnica de injeção leva ao estabelecimento de uma camada de boro dentro de um tokamak. "Você pensaria intuitivamente que quando o pó de boro cai no plasma, o boro se dissolveria e iria para algum lugar no tokamak, "Bortolon disse." Mas ninguém jamais tentou confirmar a formação de uma camada de boro pelo próprio plasma. Não havia nenhuma informação. Esta é a primeira vez que isso foi diretamente mostrado e medido usando esta técnica. "

A camada de boro impede a transferência de material da parede interna para o plasma, mantendo o plasma livre de impurezas que poderiam diluir o combustível principal do plasma. Menos impurezas tornam o plasma mais estável e reduzem a frequência de interrupções.

A técnica de injeção pode complementar ou até mesmo substituir a técnica atual de deposição de boro, o que requer o desligamento do tokamak por vários dias. Essa técnica, conhecido como boronização por descarga luminosa, também envolve gás tóxico.

O método do pó de boro elimina esses problemas. "Se você usar injeção de boro em pó, você não teria que interromper tudo e desligar as bobinas magnéticas do tokamak, "Bortolon disse." Além disso, você não precisa se preocupar com o manuseio de um gás tóxico. Ter uma ferramenta como essa pode ser extremamente importante para futuros dispositivos de fusão. "