Uma câmera colorida instalada no tokamak ST40, da Tokamak Energy, permite observar como partículas de lítio se deslocam perto do plasma. O equipamento registra 16 mil quadros por segundo, velocidade que ajuda a acompanhar a liberação de energia na região externa do experimento.
O ST40 mantém o plasma — um gás extremamente quente — confinado por campos magnéticos. A temperatura chega a milhões de graus, e parte da energia escapa em direção aos divertores, componentes que recebem esse calor antes que ele alcance outras partes do equipamento.
Em testes realizados no ST40, os pesquisadores mediram fluxos de até 150 megawatts por metro quadrado. Em uma futura usina, os divertores teriam de suportar condições semelhantes por períodos muito maiores.
O que as cores indicam
O brilho rosa observado nas imagens é produzido pelo deutério, uma forma de hidrogênio usada no plasma. Já os pequenos grãos de lítio mudam de cor ao passar por regiões diferentes. A análise da luz permite distinguir o lítio neutro de sua forma eletricamente carregada e identificar condições do plasma.
A câmera trabalha a uma velocidade 16 vezes maior que a usada no tokamak russo T-11M em 2014. Naquele equipamento, o registro colorido era feito a 1.000 quadros por segundo. Os pesquisadores indicaram que seriam necessárias velocidades acima de 10 mil quadros por segundo para acompanhar a evolução dos filamentos de lítio. Em experimentos anteriores, partículas foram observadas a cerca de 100 metros por segundo.
Tentativa de reduzir a carga térmica
O experimento também avalia a estratégia X-point radiator (XPR), que busca liberar parte da energia na região externa do plasma, perto do ponto X do campo magnético. O núcleo, onde devem ser mantidas as condições para a fusão, continua quente.
Os primeiros testes indicaram a formação de uma área que libera energia próxima ao ponto X e reduz a temperatura na borda do plasma. As medições também registraram menos calor chegando aos divertores.
A origem dessa energia ainda está sendo analisada. De acordo com os pesquisadores, provavelmente uma parte relevante veio do carbono liberado pelas paredes do tokamak, e não do lítio inserido no experimento. Testes com lítio e neônio estão em andamento para tentar diminuir ainda mais a carga térmica.
A Tokamak Energy também atualiza o ST40. O plano inclui substituir o revestimento de carbono por molibdênio, instalar sistemas para aplicar lítio nas superfícies voltadas ao plasma e adicionar instrumentos de observação. A análise das imagens e da luz emitida pelos elementos deve ajudar a localizar onde o calor é liberado sem prejudicar as condições necessárias para a fusão.
