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Oct 01, 2023

Este laboratório alcançou um avanço impressionante na energia de fusão

Após gerações tentando produzir o poder de uma estrela na Terra, um

Depois de gerações tentando produzir o poder de uma estrela na Terra, uma ignição de fusão nuclear bem-sucedida aconteceu no meio de uma noite de dezembro e terminou em 20 bilionésimos de segundo.

Isso é mais de 100 bilhões de vezes mais curto do que o primeiro voo de 12 segundos dos irmãos Wright - mas um momento breve e brilhante que pode ter implicações ainda maiores para a humanidade.

Mas enquanto as equipes científicas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore ainda estão zumbindo sobre o momento Wright-Brothers, só nos lembramos desse nome porque seu terceiro voo permaneceu no céu por 39 minutos.

A reação de fusão nuclear deve ser repetida, estendida e dimensionada antes que a comparação seja válida. E a corrida é para fazê-lo funcionar.

"Mas é isso que o torna tão excitante, certo?" cientista principal Tammy Ma disse à CNN. "O potencial é tão grande para energia limpa, abundante, ilimitada e acessível. Será difícil. Não será fácil. Mas vale a pena fazer."

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O escritório de Ma é uma caixa gigante de lasers do tamanho de três campos de futebol no canto de um laboratório de 7.000 acres em Livermore. Correndo pelos altos tetos brancos estão quilômetros de tubos quadrados contendo 192 dos lasers mais energéticos do mundo, todos serpenteando em direção a uma sala redonda no centro.

O meio desta câmara-alvo se torna o lugar mais quente do sistema solar toda vez que eles executam um experimento de fusão, e é coberto com maquinário reluzente o suficiente para JJ Abrams usá-lo para retratar o núcleo de dobra da USS Enterprise em "Stark Trek Into Escuridão."

Com um legado de atrasos e custos excessivos, a National Ignition Facility foi ironicamente apelidada de "National Almost Ignition Facility" ou "NAIF", pelos críticos no Congresso. Se não fosse por seu trabalho estudando armas nucleares sem a necessidade de explosões de teste, o programa poderia ter perdido financiamento anos atrás.

Mas agora, pela primeira vez desde a inauguração em 1997, a National Ignition Facility pode finalmente fazer jus ao seu nome. Em dezembro, 192 dos lasers mais energéticos do mundo aqueceram uma minúscula pastilha de átomos de hidrogênio com tanta força que se fundiram para criar hélio e – o mais importante – excesso de energia.

Um pouco mais de 2 megajoules de energia entrando na câmara-alvo se transformaram em 3,15 megajoules saindo - um ganho modesto de cerca de 50%, mas o suficiente para fazer história e permitir que os cientistas considerem o experimento um verdadeiro sucesso.

As cinco tentativas desde então falharam em repeti-lo.

"Aprendemos muito com esses experimentos", disse a diretora de Lawrence Livermore, Kimberly Budil, durante uma celebração da ignição em dezembro. "E estamos muito confiantes de que vamos voltar acima desse limite. Mas ainda é um projeto de P&D neste momento."

Enquanto alguns dos tiros fracassados ​​usaram menos energia do que o bem-sucedido, outros não conseguiram recriar a precisão das cápsulas de diamante usadas para conter os átomos de hidrogênio.

“Fizemos uma série de modificações para tentar compensar o fato de que as cápsulas não eram perfeitas e algumas delas funcionavam melhor do que outras”. Budil disse. "E assim a esperança está sempre lá. Mas se você olhar para a história dos experimentos que fizemos, mudanças muito pequenas na entrada trazem mudanças muito grandes no rendimento do lado da saída."

"Toda vez que fazemos uma foto, somos o lugar mais quente do sistema solar", disse Ma enquanto apontava para os quilômetros de espelhos que podem amplificar $ 14 em eletricidade em uma força "mil vezes a potência de todo o sistema elétrico dos EUA". grade. Mas suas luzes não piscam em casa quando tiramos uma foto porque estamos pegando uma enorme quantidade de energia e comprimindo-a em nanossegundos.

A instalação foi toda construída com tecnologia de 20 anos e Ma disse que se eles fossem reconstruí-la hoje - ou construir uma usina legítima de fusão nuclear - "você usaria uma nova tecnologia que é muito mais eficiente, poderia atirar em taxas muito mais altas, com maior eficiência e altíssima precisão."