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O KSTAR é um dos mais importantes reatores de fusão nuclear, que são dispositivos programados para induzir, de maneira controlada, o processo de fusão nuclear do plasma — que acontece quando dois núcleos atômicos se unem para formar um terceiro, ainda mais pesado, liberando energia. O funcionamento do reator segue basicamente o mesmo princípio do Sol, onde átomos de hidrogênio são fundidos para criar átomos de hélio.
Esse sistema, entretanto, necessita de uma grande quantidade de energia para ocorrer por conta da barreira de Coulomb, que diz respeito à repulsão entre os elementos de hidrogênio. Além disso, por conta da gravidade, a fusão precisa de ainda mais energia para ocorrer na Terra. A tecnologia e os materiais utilizados para sustentar as altas temperaturas e a densidade do plasma também são outros dificultadores da execução dos reatores.
O KSTAR alcançou a incrível marca de 100 milhões de ºC pela primeira vez em 2018, e até chegou a estabelecer um novo recorde ao manter o plasma nessa temperatura por 20 segundos em 2020. Agora, a equipe de cientistas conseguiu prolongar sua operação para 48 segundos, graças à instalação de um novo desvio de tungstênio – um dos metais mais resistentes do mundo.
“Apesar de ser o primeiro experimento realizado no ambiente dos novos desviadores de tungstênio, testes completos de hardware e preparação de campanha nos permitiram alcançar resultados que superam os dos registros anteriores do KSTAR em um período curto", disse Si-Woo Yoon, diretor do Centro de Pesquisa KSTAR, em comunicado. Os desviadores ficam na parte central do reator e desempenham o papel de suportar o peso do calor de sua superfície interna.
De acordo com os pesquisadores, os novos desviadores feitos de tungstênio demonstraram um aumento de 25% na temperatura da superfície – um valor inferior em comparação com os anteriores, fabricados a partir de carbono, quando colocados sob cargas de calor semelhantes. Além de ser mais resistente ao calor, o material também mostra um melhor resfriamento para ser capaz de suportar uma carga térmica elevada por mais tempo.
A meta agora é atingir 300 segundos (ou cinco minutos) de operação de plasma com temperaturas de íons superiores a 100 milhões de ºC até 2026. “Para atingir o objetivo final da operação KSTAR, planejamos melhorar sequencialmente o desempenho dos dispositivos de aquecimento e de acionamento de corrente e também proteger as tecnologias básicas necessárias para operações de plasma de pulso longo e alto desempenho”, conta Yoon.
