A fusão nuclear não precisa mais de milhões de graus: como funciona o novo método

A startup australiana HB11 Energy demonstrou com sucesso uma nova tecnologia. Um dos cofundadores da empresa,

físico de formação, desenvolveu um projeto sobreproduzindo energia limpa usando lasers de alta potência e alta precisão. Eles desencadeiam reações termonucleares entre o hidrogênio e o boro-11, em vez de aquecer isótopos de hidrogênio a temperaturas de centenas de milhões de graus. Há dois anos, a empresa registrou um pedido de patente para a tecnologia.

Como funciona a fusão termonuclear clássica?

Fusão nuclear (neste caso estamos falando defusão termonuclear) é uma reação de fusão de núcleos atômicos leves em núcleos mais pesados, ocorrendo em temperaturas ultraelevadas e acompanhada pela liberação de enormes quantidades de energia. Tal reação é o oposto da fissão atômica: nesta última, a energia é liberada devido à divisão de núcleos pesados ​​em mais leves.

Imagem de Oleg Gamulinskiy do Pixabay

Reações de síntese -  isso é fundamentalo processo energético que alimenta as estrelas, incluindo o nosso Sol. Lá ele é fornecido por átomos de hidrogênio superaquecidos a dezenas de milhões de graus. A humanidade vem tentando repetir esse processo aqui na Terra há muitos anos.

Como a nova abordagem é diferente?

Uso de lasers em vez de termonuclearesfusão foi prevista já na década de 1970. O autor da ideia é o físico teórico australiano e cofundador da HB11 Energy, Heinrich Khor, da Universidade de New South Wales. A nova maneira de gerar energia limpa é radicalmente diferente da maioria das outras reações de fusão, que exigem que isótopos de hidrogênio sejam aquecidos a milhões de graus.

O HB11 adota uma abordagem diferente.Como elemento combustível, ele usou muito hidrogênio e boro-11 e, para iniciar a reação de fusão, usou um complexo ultramoderno de lasers potentes e de alta precisão.

Durante a primeira demonstração do conceito, a reaçãoa fusão de hidrogênio e boro produziu 10 vezes mais reações termonucleares do que o esperado. A empresa afirma que a HB11 Energy é agora “uma líder global na corrida para comercializar o Santo Graal da energia limpa”.

Como isso funciona?

A planta piloto éuma esfera de metal, na parte central da qual há uma pequena célula de combustível. Existem também furos especiais para a operação de sistemas a laser. Um dos lasers gera um campo magnético, cuja função é reter o plasma. O segundo é responsável por iniciar uma reação em cadeia termonuclear.

Representação esquemática da instalação em funcionamento. Foto: HB11 Energy

Reações nucleares entre prótons e núcleos de boro-11(síntese de pB), que resultou no aparecimento de partículas α, foram iniciadas no plasma. Foi o resultado de um laser da classe PW direcionado a um alvo de nitreto de boro (BN) com 0,2 mm de espessura.

Alta taxa de reação de síntese de p – B e,Consequentemente, um grande fluxo de partículas α foi criado e medido devido ao fluxo de prótons acelerado na superfície frontal do alvo. Este é o primeiro experimento que confirmou o princípio da síntese do laser.As partículas alfa que resultam da reação criam uma corrente elétrica que pode ser retransmitida para a rede quase imediatamente.

Vale ressaltar que nas reações hidrogênio-boroé usado um combustível seguro e comum que não cria nêutrons na reação primária. Assim, geram quantidades insignificantes de resíduos de curta duração e podem fornecer energia em grande escala para a rede elétrica central ou para a produção de hidrogénio.O projeto não está equipado com um trocador de calor e uma turbina como desnecessário.

Por quê?

No futuro, essas tecnologias de síntese substituirãofontes tradicionais de energia. A tecnologia escalável ajudará a reverter os efeitos do aquecimento global causados ​​pelas emissões de gases de efeito estufa.

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