O Sol artificial Coreano usa nióbio!

KSTAR

O Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), é um dispositivo de fusão supercondutor também conhecido como o sol artificial coreano, é um dos primeiros tokamaks de pesquisa do mundo a apresentar ímãs totalmente supercondutores e estabeleceu o novo recorde mundial ao conseguir manter o plasma de alta temperatura por 20 segundos com uma temperatura de íons acima de 100 milhões de graus (Celsius).

O sistema magnético KSTAR consiste em 16 ímãs de campo toroidal de corrente contínua de nióbio – estanho , 10 ímãs de campo poloidal de corrente alternada de nióbio – estanho e 4 ímãs de corrente alternada de nióbio-titânio ímãs de campo poloidal.

Este sistema tem como propósito confinar magneticamente, dar forma e controlar o
plasma dentro da câmara do vácuo.

A KSTAR é apenas uma de várias instalações de teste em todo o mundo tentando resolver as dificuldades de uma tecnologia de contenção de plasma chamada tokamak.

O T-15 (ou Tokamak-15 Foi o primeiro protótipo industrial de reator de fusão a usar ímãs supercondutores para controlar o plasma .Porém não conseguiram sustentá-lo por mais do que alguns segundos. Apesar de não ser imediatamente aplicável, esse novo avanço tecnológico provou à URSS que eles estavam no caminho certo.

O que é um tokamak?

Tokamak é um dispositivo experimental projetado para confinar plasmas de alta temperatura numa região com a forma de um toróide, usando para isso campos magnéticos intensos.

Dessa forma, é possível o estudo de plasmas em condições de temperaturas e densidades que possam levar à fusão nuclear controlada de núcleos leves como o deutério e trítio. Um dos objetivos da pesquisa nesta área é viabilizar a construção de reatores nucleares de fusão.

O tokamak representa uma das várias classes de dispositivos para confinamento magnético de plasmas.

Funcionamento

O tokamak se utiliza do confinamento magnético para aprisionar e aquecer o plasma. Para isso usa um conjunto de bobinas nas quais flui uma corrente elétrica, gerando campos magnéticos (eletroímã) em uma configuração adequada.

Algumas dessas bobinas são distribuídas em torno de uma câmara em formato de torus (semelhante à câmara de pneu); são as bobinas que geram o campo magnético toroidal.

Os campos toroidal e poloidal combinam-se gerando um campo resultante em espiral conhecido como campo helicoidal. As partículas carregadas que formam o plasma descrevem trajetórias em forma de hélice em torno desse campo helicoidal, resultando em seu aprisionamento.

A estabilização completa do plasma é conseguida adicionando-se ainda bobinas externas paralelas ao plano do toróide (bobinas poloidais), situadas acima e abaixo da câmara toroidal, que geram um campo magnético vertical.

Importância

A fusão nuclear é um tipo de energia nuclear diferente do processo de fissão nuclear que é usado desde 1950 nos reatores de energia atômica. Na fusão, a energia é gerada a partir da união de átomos, enquanto na fissão a energia é gerada pela divisão de átomos.

A fusão é o mesmo processo que acontece no Sol, e exige calor e pressão extremos, sendo muito mais difícil de controlar do que a fissão.

Mas o processo não gera o lixo radioativo produzido pelos reatores de fissão, que é um dos principais problemas atrasando o uso de energiar nuclear atualmente. A fissão também é um método muito caro e gera preocupações quanto à segurança e à proliferação de armas.

Antes de sair, se não está familiarizado com o que é uma torus, ou campo toroidal, os nossos Mestres têm uma série de vídeos explicando como funciona e porque é tão importante. Confira alguns logo abaixo!