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Dec 29, 2023

Departamento de Energia dos EUA detalha o ganho líquido de energia do trabalho de fusão LLNL

O experimento bem-sucedido de 5 de dezembro segue uma série de sucessos e contratempos no NIF

O experimento bem-sucedido de 5 de dezembro segue uma série de sucessos e contratempos no NIF desde o ano passado. Em um experimento de agosto de 2021, os cientistas do NIF relataram ter atingido o limiar da ignição - o primeiro do mundo na época e um rendimento de mais energia do que qualquer experimento anterior de fusão por confinamento inercial. O experimento alcançou um rendimento de energia de 1,3 MJ, suficiente para recriar as temperaturas e pressões extremas encontradas no coração do sol.

Em outra conquista importante em fevereiro, uma equipe do NIF testou um sistema de laser no qual a própria fusão, e não qualquer mecanismo de aquecimento externo, fornecia a maior parte do calor necessário para uma reação de fusão.

A câmara-alvo do NIF do LLNL, onde 192 feixes de laser forneceram mais de 2 milhões de J de energia ultravioleta a um minúsculo pellet de combustível para criar ignição por fusão em 5 de dezembro de 2022. Cortesia de LLNL.

Neste verão, no entanto, os cientistas do NIF não conseguiram recriar o experimento de agosto passado que os levou à beira da ignição - levantando dúvidas sobre o NIF e sua capacidade de estimular a ignição. Os relatórios afirmaram que as tentativas repetidas forneceram não mais do que 50% da produção de energia registrada em 2021. De acordo com Arthur Pak, que atuou como líder da equipe para ciência da estagnação e líder para diagnósticos no experimento de 5 de dezembro, a equipe NIF tentou repita o experimento de 2021 pelo menos três vezes.

Diretor do LLNL Kim Budil. Cortesia de LLNL.

Comparado com experimentos anteriores, o alvo usado no experimento de 5 de dezembro apresentava falhas ou defeitos consideráveis, disse Michael Stadermann, diretor do Laboratório de Aplicações de Energia para o Futuro do LLNL e gerente do programa de fabricação de alvos para o experimento. Isso incluiu uma série das chamadas inclusões de tungstênio, disse ele. "Nossa busca pela ignição por fusão na última década na NIF foi uma meta técnica incrivelmente ambiciosa", disse Budil. "Muitos disseram que não era possível." Ela citou preocupações sobre a energia do sistema de laser NIF, a precisão do alvo e as capacidades de desempenho das ferramentas de modelagem e simulação das equipes como aquelas que os cientistas abordaram e cumpriram. "O progresso da física levou tempo. Mas em agosto passado, quando alcançamos um rendimento recorde de 1,35 MJ, colocando-nos no limiar da ignição, muitos perceberam. E na semana passada, nossas previsões pré-disparo, aprimoradas pelo aprendizado de máquina e pelos dados que coletamos, indicaram que tínhamos um desempenho melhor que 50% chance de exceder o ganho alvo."

*Relatórios publicados antes do evento de imprensa US DOE/LLNL citaram pessoas familiarizadas com o desenvolvimento. Relatórios diziam que a reação, então não confirmada, produziu cerca de 2,5 MJ de energia, o que foi cerca de 120% dos 2,1 MJ de energia dos lasers.

**O experimento que produziu ignição ocorreu em 5 de dezembro. Experimentos de agosto de 2022, incluindo aqueles destinados a recriar experimentos que atingiram o limiar de ignição, não produziram o resultado compartilhado pelo DOE.