Uma câmera de alta velocidade filmou o interior do tokamak ST40, da Tokamak Energy, a 16 mil quadros por segundo, revelando em cores o deslocamento de partículas de lítio na borda do plasma. As imagens ajudam pesquisadores a entender como dissipar o intenso calor gerado pela fusão nuclear.
Calor extremo sob observação
No ST40, o plasma – gás superaquecido confinado por campos magnéticos – atinge temperaturas de milhões de graus. Parte dessa energia escapa e é direcionada aos divertores, componentes projetados para receber a carga térmica. Medições já registraram fluxos de até 150 megawatts por metro quadrado, valor que futuras usinas precisarão suportar por longos períodos.
O registro em altíssima velocidade torna possível acompanhar partículas que se movem a aproximadamente 100 m/s, algo inalcançável em 2014 no tokamak russo T-11M, cuja câmera operava a 1 000 fps. Os cientistas haviam estimado que seriam necessários mais de 10 000 fps para visualizar os filamentos de lítio – marca agora superada em 16 vezes.
Cores que contam histórias
No vídeo, o brilho rosa indica a presença de deutério, enquanto o lítio, injetado em pequenos grãos, altera sua cor conforme cruza diferentes zonas do plasma. A análise cromática permite distinguir átomos neutros de íons de lítio e comparar a distribuição observada com modelos teóricos.
Estrategia X-point radiator
Os testes também avaliam o conceito X-point radiator (XPR), que busca liberar parte do calor próximo ao ponto X – região do campo magnético situada perto dos divertores. Resultados iniciais mostram queda da temperatura na periferia do plasma e menor carga térmica sobre esses componentes.
Imagem: inteligência artificial
Grande parte da energia liberada, porém, pode ter origem no carbono desprendido das paredes do reator, não no lítio introduzido. Experimentos adicionais com lítio e neônio estão em andamento para reduzir ainda mais o superaquecimento.
Próximos passos do ST40
A Tokamak Energy planeja substituir o revestimento de carbono por molibdênio, instalar sistemas para aplicar lítio nas superfícies expostas ao plasma e incorporar novos instrumentos de diagnóstico. As imagens em alta velocidade e a espectroscopia detalhada oferecem uma ferramenta essencial para mapear onde o calor é liberado e, assim, avançar no controle das condições necessárias à fusão.
Com informações de Olhar Digital
