confinamiento inercial - Wikilingue - Encydia
O confinamiento inercial consiste em conseguir as condições necessárias para que se produza a fusão nuclear dotando às partículas do combustível da quantidade de movimento necessária para que com o choque das mesmas se vença a barreira culombiana e assim se possa produzir a reacção nuclear de fusão.
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Métodos
Segundo o método que se use para dotar do movimento necessário às partículas do combustível podemos distinguir:
- Confinamiento utilizando o laser ou partículas
O método mais empregado para o confinamiento inercial emprega laser sobre um alvo. A fusão nuclear por confinamiento inercial com laser consegue-se mediante o uso de vários fazes de raios laser (192 no NIF), de raios X, ou bem de iones pesados acelerados, enfocados em um pequeno alvo esférico (10 miligramos) onde se encontra o combustível de deuterio -tritio. Também se utiliza o enfoque indirecto, no que os fazes se enfocan para um hohlraum de um metal muito denso que a sua vez produz intensos raios X que incidem sobre o alvo de combustível. Este último processo é mais efectivo.
Recentemente apresentaram-se à comunidade científica vários projectos para conseguir um confinamiento inercial mediante o uso de ondas de choque electromagnéticas sobre o combustível. Como exemplos temos o Pulsotrón e a "Superbujía" do Laboratório de Sandía [1].
Processo
Um dos processos de aquecimento da matéria é o da compressão. Neste caso o que se pretende é que mediante um aumento da pressão aumente a densidade e a temperatura. Para aumentar a pressão em um ponto, precisa-se fazer incidir um número grande de partículas sobre ele. Referindo neste caso ao significado mais amplo do conceito de partícula ou corpúsculo, como do conceito de pressão.
Isto quer dizer, que se deve considerar os fotones (na frequência da luz visível, ou dos raios X) como partículas, com o qual levarão associado um momento, que a sua vez implica uma força que dará lugar a uma pressão. E o mesmo sucede com os iones pesados. Essa pressão transmitir-se-á pelas sucessivas capas do alvo durante um tempo que virá dado pelas leis da inércia, a termodinámica e a mecânica de fluídos. Realizando o cálculo, pode-se comprovar que o tempo que decorre para propagar a pressão em todo o volume de um alvo de alguns milímetros de rádio é de mal uns centos de picosegundos .
Desenvolvimento de energia
Depositando sobre o alvo, nesse curto período de tempo, uma energia de 5-10 MJ obteremos as condições necessárias para conseguir a fusão. O alvo atingirá uma densidade de 600 a 1000 vezes a densidade inicial e a temperatura necessária para começar a ignición. Agora mesmo se estão a depositar nas brancos energias de uns 1000 MJ.
Se ademais conseguimos que o processo se produza com uma frequência de 5 a 10 Hz, teremos uma planta de uma potência de 1000 MW. Para isso se precisa que os pulsos tenham uma duração de 10 ns com uma potência no faz emissor de 1000 TW e uma luminosidade de 1014 - 1015 W.cm-2.
Instituições Investigadoras
Nestes momentos a demonstração de funcionamento do reactor mediante confinamiento inercial está a levar-se a cabo no NIF (National Ignition Facility) nos Estados Unidos e no LMJ (Laser MegaJoule) na França, com a mesma energia do NIF, mas 240 fazes laser em lugar de 192, dando mais flexibilidade (e complexidade) à instalação. Ambas instalações utilizam o ataque indirecto do alvo (enfoque dos fazes laser em um holraum de alto Z que produz grande quantidade de raios X que se enfocan na mosca de deuterio-tritio) para conseguir a implosión.
Existem ademais outras plantas que estudam a fusão inercial, como o Gekko XII em Osaka (Japão) ou a Omega-upgrade em Rochester (Reino Unido) para estudar o ataque directo (Direct drive).
