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Aug 25, 2023

Abrindo um caminho para a fusão ao compreender a viscosidade do plasma

Imagine 60 feixes de laser de potência extremamente alta, todos direcionados a uma bola de 1 milímetro. Eles explodem a 65 metros de distância. O impacto impõe pressões extremas sobre a bola, que é composta por

Imagine 60 feixes de laser de potência extremamente alta, todos direcionados a uma bola de 1 milímetro. Eles explodem a 65 metros de distância. O impacto impõe pressões extremas à bola, que é composta por isótopos específicos de hidrogênio. A bola implode, desabando sobre si mesma a 360 quilômetros por segundo. Uma reação de fusão controlada é iniciada. Ele imita o próprio processo que alimenta o sol.

Mas apesar da presença dos lasers e da bola, não é isso que costuma acontecer. Os investigadores da experiência OMEGA querem descobrir porquê. A fusão poderia fornecer uma fonte de energia sustentável aqui na Terra se descobrirmos como iniciá-la e mantê-la.

Parte do desafio são os muitos fatores complicados que impedem os lasers de comprimir a bola o suficiente para atingir as pressões corretas. Por exemplo, o plasma necessário para a reação de fusão é muito instável.

Compreender a viscosidade do plasma pode ajudar os cientistas a desvendar algumas das barreiras à fusão autossustentável. A viscosidade é uma medida de quanto um fluido flui. Vem do atrito dentro do próprio fluido. No experimento, a viscosidade no plasma dissipa energia. À medida que o plasma perde energia, ele não consegue ficar quente o suficiente para iniciar a fusão. Se pudéssemos compreender melhor o papel da viscosidade, poderíamos controlar melhor o plasma e tornar o processo mais eficaz.

Embora a viscosidade seja relativamente fácil de medir em líquidos comuns, é muito mais difícil medi-la em uma bola de hidrogênio superaquecida. Pesquisadores do Laboratório de Energética de Laser e do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Rochester estão trabalhando com um cientista do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do DOE para fazer isso.

Esta pesquisa também poderá revelar mais sobre como a Terra e outros planetas se formaram. Além de alvos feitos de plástico (como os de experimentos de fusão), eles também usarão alvos feitos de sílica que imitam as rochas dos planetas.

Estas experiências poderão revelar muito sobre o passado da Terra, bem como permitir um futuro mais sustentável.