Fusão por confinamento magnéticoA fusão por confinamento magnético é uma abordagem para a fusão nuclear que envolve a suspensão de um plasma (gás ionizado) em um campo magnético e eleva a sua temperatura e pressão a níveis muito altos. A fusão nuclear é um tipo de energia nuclear produzida quando os núcleos atômicos de elementos – hidrogênio, deutério trítio ou hélio – são fundidos em temperaturas e pressões grandes. Toda a luz do Sol e o calor derivam de reações de fusão nuclear em curso no seu núcleo. É através disto que o Sol existe – a pressão externa das reações de fusão equilibra a tendência ao colapso gravitacional.

Embora a humanidade tenha aproveitado a energia de fissão – quebrando núcleos pesados – para a energia nuclear, a energia de fusão bem-sucedida ainda nos escapa. Até o momento, qualquer tentativa de gerar energia de fusão consome mais energia do que produz. Fusão por confinamento magnético é uma das duas abordagens populares para a fusão nuclear – o outro é a fusão por confinamento inercial, que envolve bombardear um combustível com lasers de alta potência.

fusão por confinamento inercialExperimentos em fusão por confinamento magnético começaram em 1951, quando Lyman Spitzer, um físico e astrônomo, construiu o Stellerator, um dispositivo de confinamento de oito lados em forma de plasma. Um grande avanço ocorreu em 1968, quando cientistas russos apresentaram o projeto Tokamak ao público, que seria o projeto da maioria dos dispositivos de confinamento magnético de fusão ainda por vir. Em 1991, houve outro passo em direção à construção do START no Reino Unido, um spheromak, ou um tokamak esférico. Testes mostraram que este dispositivo era cerca de três vezes melhor do que a maioria dos tokamaks que iniciaram as reações de fusão, e os spheromaks continuaram a ser uma área contínua de investigação sobre a fusão.

A fim de que as reações de fusão se tornem eficiente, o centro de um reator de tokamak tem de ser aquecido a temperaturas cerca de 100 milhões Kelvin. A temperaturas tão elevadas, as partículas têm energia cinética tremenda e estão constantemente em estado de fuga. Uma investigação sobre a fusão compara o desafio da fusão por confinamento magnético ao apertar um balão – se você pressionar o balão de um lado, ele cai para o outro lado.
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Na fusão por confinamento magnético, esta “queda” provoca alta temperatura e as partículas colidem com a parede do reator, raspando pedaços de metal em um processo conhecido como “sputtering”. Estas partículas absorvem a energia, diminuindo a temperatura total do plasma confinado e fazem atingir a temperatura adequada. Quando a energia de fusão for dominada pelos estudiosos, ela poderia se tornar uma fonte incomparável de energia para a humanidade, mas até mesmo os pesquisadores mais otimistas não esperam a geração de energia comercial antes de 2030.