Cientistas do National Ignition Facility (NIF), um departamento do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), do Departamento de Energia dos EUA, conseguiram criar o “plasma ardente”, que é um estado energizado da matéria que é principalmente sustentado por “partículas alfa” criadas por reações de fusão. O NIF também atingiu o limiar de “ignição”, ou seja, reações de fusão autossustentáveis, o que é um grande avanço no caminho da energia de fusão, embora provavelmente ainda leve décadas para desenvolver um reator – supondo que seja possível.
A equipa liderada por Ed Hartouni, físico do LLNL, revelou que partículas dentro de ‘plasma ardente’ têm energias inesperadamente altas que podem abrir novas janelas para a física exótica de reatores de fusão, que “podem ser importantes para alcançar uma ignição robusta e reproduzível, ” de acordo com um estudo publicado na Nature Physics.
“Este é um novo regime de plasma. Os trabalhos do NIF tornaram possível estudar estes fenómenos de maneiras que não podíamos fazer antes ”, disse Hartouni, numa conversa que também incluiu os autores do estudo, Alastair Moore, físico do LLNL, e Aidan Crilly, cientista associado em física de plasma no Imperial College de Londres. “Somos capazes de ver coisas num nível que não conseguíamos ver antes.”
“É um momento realmente empolgante para nós, por finalmente termos uma instalação de quase ignição e experiências para entender a física que não conseguiamos entender antes. Chegamos a um ponto em que podemos pensar sobre o que será uma futura instalação de fusão”, acrescentou Moore.
A equipa estudou o estranho comportamento dos iões (átomos com carga eletrica, que ganharam ou perderam eletrões). Usando dezenas de lasers para aquecer os iões de deutério e trítio, que são versões mais pesadas do hidrogénio, os cientistas do NIF geraram reações de fusão, criando ‘plasma ardente’. As reações entre os iões produzem partículas alfa, que aumentam as temperaturas que, por sua vez, desencadeiam ainda mais reações como parte de uma queima termonuclear.
Hartouni e colegas mostraram agora que as experiências NIF que produzem partículas alfa, mostram consistentemente iões com energias mais altas do que o previsto pelos modelos, embora a fonte desses aumentos de energia “seja uma questão experimental em aberto”, de acordo com o estudo. A equipa apresentou quatro explicações possíveis para a observação, incluindo os chamados “efeitos cinéticos” que foram especulados em teorias anteriores, mas serão necessárias mais experiências e pesquisas meticulosas para entender os mecanismos em ação no plasma.
Legenda da foto: Lawrence Livermore National Laboratory
Crédito da foto: Lawrence Livermore National Laboratory