Equipe chinesa demonstrou um novo regime de plasma no Tokamak EAST que reduz calor nas placas internas e evita explosões instáveis na borda.
Uma equipe liderada por Xu Guosheng, da Academia Chinesa de Ciências, demonstrou um novo regime de plasma no reator de fusão nuclear Tokamak EAST. O experimento manteve estabilidade por cerca de um minuto e reduziu a carga de calor em uma área crítica do reator.
A fusão nuclear é o mecanismo que faz o Sol e outras estrelas emitirem luz e calor. O novo avanço chinês importa porque a fusão precisa controlar temperaturas extremas sem perder confinamento. Ou seja, o plasma precisa continuar quente e estável, sem castigar as peças internas do equipamento.
Um problema quente demais para ignorar
Em reatores de fusão nuclear, o plasma funciona como uma sopa superaquecida de partículas carregadas. Ele precisa ficar confinado para sustentar as reações, mas também despeja calor intenso sobre as placas do divertor.
O divertor atua como uma espécie de área de escape controlada. Ele recebe partículas e calor que saem do plasma, evitando que o reator vire um forno sem freio.
O desafio está no equilíbrio. Gases de impureza podem reduzir o calor no divertor, mas o resfriamento em excesso prejudica a borda do plasma.
O que o novo regime conseguiu
No experimento, a equipe criou um regime chamado DTP, sigla para “divertor destacado e pedestal dominado por turbulência”.
Na prática, os pesquisadores ajustaram em tempo real a injeção de gases leves de impureza. Com isso, alcançaram destacamento parcial do divertor e preservaram a estabilidade do plasma.
Esse regime reduziu muito o fluxo de calor para as placas do divertor. Ao mesmo tempo, eliminou completamente os ELMs, eventos súbitos que podem danificar o equipamento.
Por que os ELMs preocupam tanto
Os ELMs aparecem em plasmas do tipo H-mode, um modo de alto confinamento. Esse tipo de plasma retém energia com mais eficiência, mas costuma sofrer instabilidades na borda.
Uma comparação é como manter água fervendo em uma panela muito eficiente, mas com risco de espirros violentos.
No novo regime, a turbulência microscópica ajudou a transportar partículas e calor para fora. Isso limitou o acúmulo de pressão na borda e impediu os ELMs.
Um passo para pulsos mais longos
A geometria fechada do divertor também ajudou. Ela prendeu e bombeou partículas neutras, reduzindo o resfriamento na borda do plasma.
Com menor resfriamento, a temperatura dos elétrons no pedestal aumentou. Esse pedestal é a região de transição na borda do plasma, crucial para o confinamento.
O trabalho saiu na revista Physical Review Letters. Para a equipe, o resultado aponta um caminho para equilibrar controle de calor e confinamento eficiente em operações longas de fusão.
Por: Hemerson Brandão
