Novo caminho para a ignição da fusão: aquecimento primeiro, depois o combustível

Para mais de 70 anos, os pesquisadores de fusão energética vêm utilizando uma equação para determinar se um plasma permanecerá quente e denso o suficiente - por um período longo o suficiente - para atingir um ponto onde possa se sustentar sem energia adicional externa. No entanto, essa equação não indica o melhor caminho para alcançar esse objetivo.

Os físicos do Laboratório Nacional de Física de Plasma de Princeton (PPPL) Luis Delgado-Aparicio, Masayuki Ono e Jonathan Menard reformularam essa equação ideal, adicionando quatro condições adicionais para alcançar e manter um plasma queima, planejando o melhor processo para aquecer e alimentar o plasma em um sistema de fusão energética. Seu trabalho foi publicado na revista Physical Review Letters.

O plasma é o quarto estado da matéria, um gás quente composto por partículas elétricamente carregadas. Um plasma queima quando atinge o ponto de ignição, gerando calor suficiente para manter o plasma queimando sem energia adicional externa. A eficiência na busca pela ignição é um objetivo central da pesquisa em fusão energética.

A nova abordagem sugere seguir uma rota ao redor da montanha em vez de subir diretamente para o topo. Em termos matemáticos, o caminho atualizado para a ignição passa por uma área conhecida como o saddle de Cordey, o ponto mais baixo de uma elevação que separa um plasma que ainda requer aquecimento externo de um queima por si só.

Essa pesquisa pode alterar a forma como certos sistemas de fusão, conhecidos como tokamaks e stellarators, são projetados e construídos. Enquanto várias abordagens estão sendo exploradas por instituições de pesquisa e empresas privadas para gerar energia para a rede usando energia da fusão, os tokamaks são um dos principais candidatos.