A China testou um reator de fusão exclusivo com combustível mais barato e lasers

Como outros, a China espera alcançar uma reação de fusão controlada. O combustível para essas reações são os isótopos de hidrogênio, abundantes no Universo. A dificuldade está em como criar condições para a fusão dos átomos de hidrogênio, pois isso requer energias colossais em um espaço muito pequeno. Uma das opções para solucionar esse problema é o uso de lasers. Todo mundo também está ocupado com isso, mas a China conseguiu surpreender.

Sala com instalação de laser Shenguang II. Fonte da imagem: SCMP

Em agosto deste ano, relatamos que os cientistas americanos do NIF foram capazes de se aproximar do limite além do qual existem reações de fusão termonuclear autossustentáveis. O NIF, do tamanho de três campos de futebol, usa cerca de 200 lasers de alta potência que se concentram em uma pelota de combustível de deutério e trítio. O rendimento energético foi de 70% daquele fornecido aos lasers. Isso é considerado um sucesso. Um dos grupos de pesquisa chineses também está seguindo um caminho semelhante, mas usando uma abordagem mais simples e menos onerosa.

Em 1997, esse caminho foi proposto pelo principal físico chinês Zhang Zhe. O esquema que ele desenvolveu é chamado de esquema de ignição de cone duplo e requer um laser muito menos potente do que no caso da evaporação convencional de combustível e sua conversão em uma nuvem de plasma. Grosso modo, o circuito funciona de maneira semelhante ao trabalho dos aceleradores. O laser aquece conjuntos de combustível na forma de cones em miniatura, cada um do tamanho da ponta de um lápis. Uma vez que as pontas agudas dos cones estão direcionadas uma para a outra, nuvens de plasma de hidrogênio avançam uma na direção da outra, e ocorre uma reação de fusão termonuclear.

Este projeto recebeu financiamento há relativamente pouco tempo. Por seis anos, os pesquisadores receberam uma bolsa de 1 bilhão de yuans (US $ 156 milhões), o que não é um número exorbitante para essa área de pesquisa. A instalação de Shenguang II em Xangai começou a operar no verão passado e conduziu três experiências encorajadoras ao longo do ano. O custo dos conjuntos de combustível também é insignificante em comparação com aqueles usados ​​em experimentos nos Estados Unidos. Assim, cada cone de uma montagem de combustível custa várias centenas de dólares americanos, enquanto as pelotas de combustível NIF custam vários milhares de dólares cada.

O cone de combustível de fabricação chinesa é quase uma obra de arte. É literalmente dourado – o deutério e o trítio são colocados dentro de uma casca dourada. O ouro é um metal macio que conduz bem eletricidade e calor. A condutividade fornece o melhor fornecimento de energia de pulso de laser para o combustível e a suavidade permite uma montagem fácil. Os cones serão alimentados no sistema do reator como os cartuchos de uma metralhadora Gatling, explicam os desenvolvedores, facilitando o carregamento e a manutenção dos reatores.

No entanto, o design dos conjuntos de combustível é mais complicado do que apenas ouro intercalado com deutério e trítio. Os isótopos de hidrogênio tiveram que ser isolados com uma concha de polímero, com o que tudo acabou sendo difícil também – sua evaporação prejudicou as reações termonucleares. Mas as dificuldades vão sendo resolvidas aos poucos. Em 2026, os cientistas prometem construir ou quase completar uma nova geração de lasers. As novas instalações prometem trazê-los para mais perto de seu objetivo – alcançar uma reação de fusão termonuclear estável e eficiente.