Pesquisadores do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA descobriram uma nova maneira de produzir ímãs pequenos e poderosos para reatores de fusão. A tecnologia se caracteriza pela simplicidade e confiabilidade, o que promete aproximar o surgimento de reatores termonucleares comerciais e abrir o acesso à energia infinita e limpa para a humanidade.
Hoje, ímãs baseados em supercondutividade de baixa temperatura (raramente, de cobre comum) são criados para reatores termonucleares de pesquisa de todos os tipos e também para o reator ITER. Infelizmente, a supercondutividade de baixa temperatura limita fortemente a magnitude máxima possível do campo magnético, o que força os ímãs supercondutores a serem muito grandes, e isso leva a um aumento no tamanho dos reatores termonucleares com todas as consequências negativas da economia de processos.
A solução pode ser a supercondutividade de alta temperatura, que permitirá multiplicar a intensidade dos campos magnéticos e reduzir o tamanho dos próprios ímãs. Quanto menos ímãs, mais compacta a área de trabalho ativa do reator termonuclear. Tais reatores são fáceis de manter e econômicos de operar. Um grupo de cientistas do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL), juntamente com colegas da Advanced Conductor Technologies, da Universidade do Colorado em Boulder e do Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético em Tallahassee, Flórida, trabalharam nessa direção.
Pesquisadores desenvolveram uma tecnologia para produzir ímãs supercondutores compactos com duas grandes melhorias. Primeiro, eles selecionaram materiais para criar condutividade de alta temperatura. Em segundo lugar, foi desenvolvida a tecnologia de criar bobinas de uma determinada forma sem o uso de materiais isolantes. O fio supercondutor sem isolamento é simplesmente colocado nas ranhuras da base da bobina e isso torna o processo de fabricação de ímãs muito mais fácil.
“O custo de enrolar as bobinas é muito menor porque não precisamos passar pelo processo caro e sujeito a erros de impregnação a vácuo com resina epóxi”, disse o pesquisador principal. "Em vez disso, você enrola o condutor diretamente na forma da bobina."
Esse desenvolvimento é especialmente importante para o desenvolvimento dos chamados tokamaks esféricos, que externamente se parecem com uma maçã, e não com um bagel de um tokamak clássico. Para tokamaks esféricos, o tamanho é de importância primordial. Esses reatores podem ser bastante compactos, mas seus campos magnéticos têm uma forma muito complexa, o que impõe requisitos rígidos aos ímãs. Os ímãs compactos podem resolver esses problemas e, esperamos, mais cedo ou mais tarde isso acontecerá.
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