Elétrons e sua desaceleração prepara o caminho para o poder de fusão e fornecer energia limpa.

O poder de fusão tem o potencial de fornecer energia limpa e segura, livre de emissões de dióxido de carbono. No entanto, imitar o processo de energia solar é uma tarefa difícil de alcançar. Dois jovens físicos de plasma da Chalmers University of Technology. mostra que estamos mais perto de um reator de fusão funcional. O modelo deles poderia levar a melhores métodos para desacelerar os elétrons.

É preciso alta pressão e temperaturas de cerca de 150 milhões de graus para que os átomos se combinem. Como se isso não bastasse, os elétrons fugitivos estão causando estragos nos reatores de fusão que estão sendo desenvolvidos atualmente.

No tipo de reator promissor, os campos elétricos indesejáveis ​​poderiam comprometer todo o processo. Os elétrons com energia extremamente alta podem de repente acelerar a velocidades tão altas que destroem a parede do reator.

São esses elétrons fugitivos que os estudantes de doutorado Linnea Hesslow e Ola Embreus identificaram e desaceleraram com sucesso. Juntamente com o seu conselheiro Professor Tunde Fulop no Departamento de Física de Chalmers. Eles conseguiram mostrar que é possível desacelerar efetivamente os elétrons desencaminhados, injetando os chamados íons pesados ​​de argônio neon usando grânulos de gás no reator. Por exemplo, neon ou argônio podem ser usados ​​como “freios”.

A desaceleração dos elétrons prepara o caminho para o poder de fusão.

Quando os elétrons colidem com a alta carga nos núcleos dos íons, eles encontram resistência e perdem velocidade. As muitas colisões tornam a velocidade controlável e permitem que o processo de fusão continue. Usando descrições matemáticas e simulações de plasma, é possível prever a energia dos elétrons. E como ela muda sob diferentes condições.

“Quando pudermos efetivamente desacelerar os elétrons fugitivos e estamos a um passo mais perto de um reator de fusão funcional. Considerando que há poucas opções para resolver as crescentes necessidades energéticas do mundo de maneira sustentável.

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Linnea Hesslow e Ola Embreus

Ela e seus colegas recentemente tiveram seu artigo publicado no reputado jornal Physical Review Letters. Os resultados também atraíram uma grande atenção no campo da pesquisa. Em um curto período de tempo, Linnea Hesslow, de 24 anos, e Ola Embreus, de 25 anos, deram palestras em várias conferências internacionais. Incluindo a prestigiosa e longa conferência Sherwood Fusion Theory em Annapolis, Maryland, EUA. Onde eram os únicos apresentadores da Europa.

“O interesse neste trabalho é enorme. O conhecimento é necessário para futuros experimentos em larga escala e proporciona esperança quando se trata de resolver problemas difíceis. Esperamos que o trabalho faça um grande impacto no futuro”, diz o professor Tunde Fulop.

Apesar dos grandes progressos realizados na pesquisa de energia de fusão nos últimos cinquenta anos, ainda não existe uma usina de fusão comercial. Neste momento, todos os olhos estão na colaboração de pesquisa internacional relacionada ao reator ITER no sul da França.

“Muitos acreditam que isso vai funcionar, mas é mais fácil viajar para Marte do que  conseguir a fusão. Você poderia dizer que estamos tentando colher estrelas aqui na Terra, e isso pode levar tempo. São necessárias temperaturas incrivelmente altas, mais quentes do que as Centro do sol, para que possamos alcançar a fusão aqui na Terra. É por isso que espero que a pesquisa tenha os recursos necessários para resolver a questão energética no tempo “, diz Linnea Hesslow.

A desaceleração dos elétrons e o poder de fusão.

Energia de Fusão e Elétrons Fugitivos A

Energia de fusão ocorre quando os núcleos atômicos leves são combinados usando alta pressão e temperaturas extremamente altas de cerca de 150 milhões de graus Celsius. A energia é criada da mesma maneira que no sol, e o processo também pode ser chamado de energia de hidrogênio.

O poder de fusão é uma alternativa muito mais segura do que a energia nuclear, que se baseia na divisão (fissão) de átomos pesados. Se algo der errado em um reator de fusão, todo o processo pára e fica frio. Ao contrário de um acidente nuclear, não há risco de afetar o ambiente envolvente.

O combustível em um reator de fusão não pesa mais do que um selo e as matérias-primas provêm da água do mar comum.

Até agora, os reatores de fusão não conseguiram produzir mais energia do que são fornecidos. Há também um problema com os chamados elétrons fugitivos. O método mais comum de prevenir esse dano é injetar íons pesados, como argônio ou néon, que atuam como freios devido à sua grande carga. Um novo modelo desenvolvido pelos pesquisadores de Chalmers descreve o quanto os elétrons são desacelerados. Abrindo o caminho para tornar esses elétrons desencaminhados inofensivos.