Pesquisadores do reator de fusão nuclear experimental Wendelstein 7-X, localizado em Greifswald, Alemanha, estabeleceram um novo recorde mundial em um parâmetro fundamental para a viabilidade da energia de fusão. Durante a campanha experimental que terminou em 22 de maio, a máquina do tipo estelarator manteve um pico no produto triplo - um valor que mede a proximidade de um plasma de gerar mais energia do que consome - por 43 segundos.

Este resultado supera os recordes anteriores de dispositivos do tipo tokamak, como o JET (Reino Unido) e o JT-60U (Japão), para durações de plasma longas, marcando um passo significativo no caminho para futuras usinas de fusão baseadas no conceito estelarator. Thomas Klinger, chefe de operações do Wendelstein 7-X, descreveu o feito como "outro marco importante no caminho para um estelarator com capacidade de usina de energia".

O que é o Produto Triplo e por que ele é importante?

Também conhecido como Critério de Lawson, o produto triplo é o indicador-chave que define o limiar que um plasma deve ultrapassar para começar a produzir mais energia de fusão do que a potência de aquecimento injetada. Ele é calculado a partir de três fatores:

• Densidade de partículas do plasma (n): quantas partículas de combustível existem por unidade de volume.
• Temperatura dos íons (T): o calor do plasma, necessário para que os núcleos se fundam.
• Tempo de confinamento de energia (?): uma medida de quanto tempo o plasma consegue reter sua energia térmica, indicando a qualidade do isolamento proporcionado pelo campo magnético.

No experimento recorde, a temperatura do plasma foi elevada a mais de 20 milhões de graus Celsius, com picos atingindo 30 milhões de graus.

Tecnologia por trás do recorde

A conquista foi possibilitada por uma colaboração internacional e por uma inovação tecnológica crucial: um injetor de pellets desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Oak Ridge, nos Estados Unidos. Este dispositivo:

• Injetou cerca de 90 minúsculas esferas de hidrogênio congelado no plasma ao longo dos 43 segundos.
• Permitiu um reabastecimento contínuo de combustível, essencial para manter a descarga por longos períodos.
• Foi operado com taxas de pulso variáveis e pré-programadas, um método com aplicação direta em futuros reatores de fusão.

O aquecimento foi realizado simultaneamente por potentes micro-ondas, e a coordenação precisa entre o fornecimento de combustível e o aquecimento foi fundamental para o sucesso.

Outros marcos alcançados

Além do recorde do produto triplo, a campanha experimental, conhecida como OP 2.3, registrou mais duas conquistas notáveis:

• Giro de energia: A energia total injetada e mantida no plasma foi aumentada para 1,8 gigajoules em uma descarga de 6 minutos, superando o recorde anterior de 1,3 gigajoules do próprio Wendelstein 7-X.
• Pressão do plasma: A relação entre a pressão do plasma e a pressão magnética atingiu 3% em todo o volume do plasma pela primeira vez. Este é um parâmetro fundamental, sendo que uma usina de fusão comercial exigirá valores entre 4% e 5%.

Estelarators vs. Tokamaks: uma nova esperança

O Wendelstein 7-X é a principal instalação de pesquisa do mundo do tipo estelarator, um conceito alternativo ao mais comum tokamak. A principal diferença está no desenho dos magnetos supercondutores que confinam o plasma: enquanto os tokamaks dependem de uma forte corrente elétrica dentro do próprio plasma para auxiliar no confinamento, os estelarators geram todo o campo magnético de forma externa, através de bobinas de formato complexo.

Isso torna os estelarators intrinsicamente mais adequados para a operação contínua, um requisito essencial para uma futura usina de energia, enquanto os tokamaks operam naturalmente em pulsos. O recorde recente demonstra que os estelarators podem alcançar níveis de desempenho semelhantes aos dos tokamaks, mas com o benefício adicional da potencial operação estável e de longa duração.

Robert Wolf, chefe de Aquecimento e Otimização do Estelarator, resumiu: "Os registros desta campanha experimental são muito mais do que meros números. Eles representam um avanço significativo na validação do conceito do estelarator".

Com informações de: iter.org, Época Negócios, World Nuclear News, ifpilm.pl, greenvibe.pt, ipp.mpg.de, Innovation News Network. ■