O reactor experimental de fusão nuclear da China, muitas vezes chamado de “sol artificial”, alcançou um marco importante ao sustentar o plasma de alta densidade para além dos limites operacionais previamente estabelecidos. Este avanço aproxima a humanidade do objectivo há muito almejado de energia limpa e quase ilimitada – embora as aplicações práticas ainda estejam a décadas de distância.
O Desafio da Fusão
A fusão nuclear — o processo que alimenta o Sol — contém a promessa de energia abundante sem os resíduos radioativos associados à fissão nuclear ou as emissões de gases com efeito de estufa provenientes dos combustíveis fósseis. No entanto, replicar este processo na Terra é incrivelmente difícil. Um grande obstáculo é manter o plasma estável : matéria superaquecida onde os átomos se fundem. O plasma tende a tornar-se instável em altas densidades, interrompendo a reação. Esta instabilidade é governada pelo que os cientistas chamam de Limite de Greenwald.
Como a China quebrou o limite
O reator Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) na China superou esse limite controlando cuidadosamente a interação do plasma com as paredes do reator. Os pesquisadores ajustaram a pressão inicial do gás combustível e a frequência do aquecimento por microondas para manter o plasma estável em densidades 1,3 a 1,65 vezes além do Limite de Greenwald. Isto permitiu-lhes alcançar um estado previamente teorizado denominado “regime livre de densidade”, onde a estabilidade é mantida mesmo à medida que a densidade aumenta.
“As descobertas sugerem um caminho prático e escalável para estender os limites de densidade em tokamaks e dispositivos de fusão de plasma de queima de próxima geração.” – Ping Zhu, co-autor principal
Esta não é a primeira vez que o Limite de Greenwald é violado. A instalação DIII-D do Departamento de Energia dos EUA e os pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison também alcançaram avanços semelhantes. No entanto, o sucesso do EAST marca a primeira vez que o plasma foi sustentado no regime livre de densidade, confirmando uma teoria chamada auto-organização da parede plasmática (PWSO). O PWSO sugere que uma interação equilibrada entre o plasma e as paredes do reator pode estabilizar até mesmo o plasma extremamente denso.
Por que isso é importante
A pesquisa de fusão é um processo lento e incremental. Embora a energia de fusão prática ainda esteja a décadas de distância, a superação do Limite de Greenwald é um passo crítico em frente. O aumento da densidade permite colisões atômicas mais frequentes, diminuindo a energia necessária para iniciar uma reação autossustentável.
A China e os EUA estão a colaborar no Reator Termonuclear Experimental Internacional (ITER) em França – o maior tokamak do mundo – que deverá começar a produzir reações de fusão em grande escala até 2039. O progresso em instalações como o EAST informará diretamente o desenvolvimento de futuros reatores, ampliando os limites do que é possível na energia de fusão.
Apesar dos avanços, a fusão continua a ser uma ciência experimental. Embora o potencial seja enorme, não resolverá a actual crise climática. No entanto, poderia fornecer uma fonte de energia sustentável para as gerações futuras.
