China – O reator chinês EAST, conhecido como “sol artificial”, alcançou um marco inédito na pesquisa em fusão nuclear ao operar com densidade de plasma acima de um limite considerado, até recentemente, uma barreira física fundamental.
O experimento superou o chamado Limite de Greenwald, condição que historicamente leva ao colapso do plasma em reatores do tipo tokamak, abrindo novas perspectivas para a produção de energia limpa em escala comercial.
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Os resultados, publicados na revista Science Advances, mostram que o EAST conseguiu manter o plasma estável em densidades entre 1,3 e 1,65 vezes superiores ao valor convencionalmente aceito.
O avanço é considerado estratégico porque densidades mais altas aumentam diretamente a taxa de produção de energia, tornando os futuros reatores de fusão mais eficientes e potencialmente mais baratos.
Para contornar a limitação histórica, os pesquisadores chineses combinaram uma técnica de aquecimento por micro-ondas com um controle rigoroso da pressão do gás combustível.
Em tokamaks tradicionais, o aumento excessivo da densidade costuma resfriar as bordas do plasma, gerando instabilidades que interrompem a reação de forma abrupta. No EAST, o uso do aquecimento por ressonância ciclotrônica de elétrons (ECRH) permitiu estabilizar o plasma desde o início da operação.
Com essa abordagem, o reator passou a funcionar no chamado regime livre de densidade, previsto por uma teoria recente de auto-organização entre o plasma e a parede do reator. Na prática, a equipe ajustou a interação das partículas com o revestimento interno de tungstênio, reduzindo a liberação de impurezas metálicas. Esse controle manteve o plasma mais limpo e quente, evitando o colapso das reações.
A limpeza do sistema foi decisiva para o sucesso dos experimentos. De acordo com os dados obtidos, o aumento da potência de aquecimento inicial levou a uma queda controlada da temperatura nas bordas do plasma, o que ajudou a evitar a erosão da parede do reator. Esse equilíbrio impediu que a radiação excessiva drenasse a energia necessária para sustentar a fusão nuclear.
Como resultado, o EAST operou de forma contínua e estável, sem os picos de instabilidade que normalmente encerram as descargas de plasma. O reator já havia estabelecido recordes anteriores ao manter o plasma a 100 milhões de graus Celsius por mais de 17 minutos. Agora, ao demonstrar que também é possível elevar a densidade com segurança, o projeto valida princípios considerados essenciais para o futuro da energia nuclear.
A transição para o regime livre de densidade é vista como um divisor de águas para a viabilidade econômica da fusão nuclear. Caso o Limite de Greenwald permanecesse intransponível, seria necessário construir reatores gigantescos para alcançar produção comercial de energia. Ao romper esse teto, a tecnologia passa a permitir dispositivos menores e mais eficientes capazes de atingir a ignição, ponto em que a reação se torna autossustentável.
A teoria de auto-organização plasma-parede (PWSO), que embasou o experimento, indica que o fenômeno pode ser reproduzido em outros dispositivos. Isso abre a possibilidade de aplicação do conhecimento adquirido no EAST em projetos internacionais de grande porte, como o ITER, em construção na França, transformando uma limitação empírica em um desafio técnico contornável.
Os pesquisadores também ressaltam que a operação em alta densidade é crucial para atender ao Critério de Lawson, considerado a regra fundamental da fusão nuclear. Para que a tecnologia seja viável, é necessário combinar temperatura extrema, tempo de confinamento e densidade adequada de partículas. O desempenho do EAST indica que esses três fatores podem ser otimizados simultaneamente.
O próximo passo da equipe, co-liderada pelo professor Zhu Ping, é aplicar o método em regimes de desempenho ainda mais elevado e com maior confinamento. A meta é aprimorar o controle das interações entre o plasma e os materiais metálicos, garantindo que a operação estável em alta densidade se torne padrão.
(Com informações de Olhar Digital)
(Foto: Reprodução/Freepik/abuhasanahmad/Imagem gerada por IA)
