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    Pesquisadores geram fusão a 100 milhões de Kelvin por 20 segundos

    Geometria Tokamak e a evolução dos parâmetros de um modo FIRE. a, A configuração de plasma de um modo FIRE no KSTAR. A cor das linhas indica a temperatura do íon em quiloelétron-volts, com 10 keV correspondendo a ≈120 milhões de kelvin. b–i, A evolução temporal dos principais parâmetros físicos e de engenharia (tiro 25860). b, A corrente de plasma (Ip ), intensidade do campo magnético toroidal no eixo magnético (BT), potência de injeção de feixe neutro (PNBI ) e potência de aquecimento por ressonância cíclotron de elétrons (PECH). c, Os fatores de aprimoramento de confinamento de energia em relação ao ITER89P e a lei de escala IPB98(y,2) (H89 e H98y2 ) e energia de plasma armazenada (WMHD ). d, A densidade eletrônica média de linha (ne ) e densidade de íons rápidos com média de linha dos cálculos NUBEAM (nrápido ). e, A temperatura do íon central e do elétron (Ti,0 e Te,0 ). f, O Dα intensidade de emissão. g, A tensão do circuito. h, A indutância interna (li ), beta normalizado (βN ) e as flutuações magnéticas detectadas pelas bobinas de Mirnov. i, A intensidade de radiação da linha de carbono de C 2+→3+ . Crédito:Natureza (2022). DOI:10.1038/s41586-022-05008-1

    Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na Coreia do Sul trabalhando com dois colegas da Universidade de Princeton e um da Universidade de Columbia alcançou um novo marco no desenvolvimento da fusão como fonte de energia - eles geraram uma reação que produziu temperaturas de 100 milhões de Kelvin e durou 20 segundos. Em seu artigo publicado na revista Nature , o grupo descreve seu trabalho e para onde pretende levá-lo nos próximos anos.
    Nos últimos anos, os cientistas vêm tentando criar reações de fusão sustentáveis ​​dentro de usinas de energia como meio de gerar calor para conversão em eletricidade. Apesar dos avanços significativos, o objetivo principal ainda não foi alcançado. Os cientistas que trabalham no problema têm achado difícil controlar as reações de fusão – os menores desvios levam a instabilidades que impedem a continuação da reação. O maior problema é lidar com o calor gerado, que está na casa dos milhões de graus. Os materiais não podem manter o plasma tão quente, é claro, então ele é levitado com ímãs.

    Duas abordagens foram concebidas:uma é chamada de barreira de transporte de borda - ela molda o plasma de uma maneira que impede que ele escape. A outra abordagem é chamada de barreira de transporte interna, e é do tipo usado pelos pesquisadores que trabalham no Centro de Pesquisa Avançada Tokamak Supercondutor da Coréia, o local da nova pesquisa. Ele funciona criando uma área de alta pressão perto do centro do plasma para mantê-lo sob controle.

    Os pesquisadores observam que o uso da barreira interna de transporte resulta em um plasma muito mais denso do que a outra abordagem, e é por isso que eles optaram por usá-la. Uma densidade mais alta, eles observam, facilita a geração de temperaturas mais altas perto do núcleo. Também leva a temperaturas mais baixas perto das bordas do plasma, o que é mais fácil no equipamento usado para contenção.

    Neste último teste na instalação, a equipe conseguiu gerar calor de até 100 milhões de Kelvin e manter a reação por 20 segundos. Outras equipes geraram temperaturas semelhantes ou mantiveram suas reações por um período de tempo semelhante, mas esta é a primeira vez que ambas são alcançadas em uma reação.

    Em seguida, os pesquisadores planejam modernizar suas instalações para usar o que aprenderam nos últimos anos de pesquisa, substituindo alguns componentes, como elementos de carbono nas paredes da câmara, por novos feitos de tungstênio, por exemplo. + Explorar mais

    Código de simulação de fusão desenvolvido para projetar instabilidades de fusão no TAE


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