Reator de fusão KSTAR da Coreia estabelece novo recorde

O Korea Superconducting Tokamak (KSTAR) é um projeto de ponta em pesquisa de fusão nuclear. Há poucos dias, este projeto mais uma vez se distinguiu, estabelecendo novos recordes de temperatura de fusão estável e tempo de retenção de plasma.

O Princípio da Fusão Nuclear

A fusão nuclear é o processo pelo qual os núcleos de dois átomos leves, como o hidrogênio, se fundem para formar um núcleo mais pesado, liberando uma quantidade significativa de energia no processo. Esse processo está no centro de como as estrelas, incluindo o nosso Sol, funcionam. Dentro das estrelas, onde a temperatura e a pressão são extremamente altas, os átomos de hidrogênio estão sujeitos a influências tão poderosas que acabam se fundindo para formar hélio. Esse processo libera uma enorme quantidade de energia na forma de luz e calor, permitindo que a estrela brilhe e aqueça seu entorno.

Na Terra, recriar condições tão extremas para a fusão nuclear é um grande desafio técnico. As temperaturas necessárias para iniciar a fusão são incrivelmente altas, da ordem de centenas de milhões de graus Celsius. Nessas temperaturas, os átomos se movem a velocidades extremamente altas, permitindo que eles superem a repulsão elétrica e se combinem.

Em reatores de fusão, campos magnéticos aprisionam plasma – um gás ionizado formado por núcleos e elétrons livres – em um pequeno espaço. Sob condições favoráveis, os núcleos de hidrogênio no plasma se fundem para formar hélio, liberando energia. Essa energia pode ser recuperada e convertida em eletricidade, fornecendo uma fonte de energia limpa e praticamente ilimitada.

Sol artificial coreano bate recorde

Um desses reatores é o Korean Superconducting Tokamak (KSTAR), também conhecido como Sol Artificial Coreano. Ao longo dos anos, o KSTAR tem melhorado gradualmente o seu desempenho na fusão nuclear controlada. Em 2018, a equipe conseguiu atingir uma temperatura de 100 milhões de graus Celsius pela primeira vez, mas apenas por 1,5 segundo. Um ano depois, esse tempo foi aumentado para 8 segundos e, em 2020, para 20 segundos. Em 2021, um novo recorde foi estabelecido quando o plasma foi mantido nessa temperatura por meio minuto.

Desde então, uma equipe do Korea Fusion Energy Institute (KFE) melhorou significativamente o dispositivo. Em particular, um novo meio de descarga de tungstênio foi construído, o que tornou possível aumentar a duração da manutenção do plasma a uma temperatura de 100 milhões de graus Celsius. O KSTAR pode agora suportar esta temperatura durante 48 segundos.

Modo de Alto Confinamento

Também é afirmado que o KSTAR é capaz de manter o plasma quente no modo de alto confinamento (modo H) por 102 segundos. Quando falamos em manter uma temperatura de 100 milhões de graus Celsius por 48 segundos, significa que o reator conseguiu atingir essa temperatura extremamente alta e mantê-la por esse período específico de tempo. Esta é uma medida da capacidade do reator de aquecer o plasma à temperatura de fusão nuclear durante um período de tempo.

Em contraste, manter o plasma quente em modo de confinamento alto (modo H) por 102 segundos refere-se à capacidade do reator de manter o plasma em alta temperatura, mantendo condições ideais de confinamento magnético. O modo H é um modo especial de operação no qual o reator consegue manter um desempenho de fusão mais estável e duradouro. Isso demonstra não apenas a capacidade de aquecer o plasma, mas também de mantê-lo estável e quente em um determinado modo de operação. O objetivo final da equipe coreana é estender esse tempo e chegar a 300 segundos de queima de plasma até o final de 2026.

Além das conquistas individuais, o KSTAR é parte integrante da pesquisa global de fusão nuclear. Projetos como o United European Torus (JET) complementam os esforços para explorar e dominar essa tecnologia promissora. Esses reatores experimentais servem como bancos de ensaio para protótipos em larga escala, como o ITER. Este último, projetado para gerar dez vezes mais energia do que consome, será colocado em operação em poucos anos.