Íons se comportam de forma estranha em reações de fusão nuclear

Em recente estudo, descobriu-se que átomos carregados, também conhecidos como íons, se comportam de maneira estranha durante as reações de fusão nuclear, de maneiras que os cientistas não esperavam.

De acordo com artigo publicado na revista Nature Physics, pesquisadores do National Ignition Facility (NIF) do Lawrence Livermore National Laboratory descobriram que, quando os íons deutério e trítio, que são isótopos de hidrogênio com um e dois nêutrons, respectivamente, são aquecidos usando lasers durante experimentos de fusão a laser, há mais íons com energias mais altas do que o esperado quando uma queima termonuclear começa.

“O processo de fusão por confinamento inercial (ICF) comprime pequena cápsula (raio de 1 mm) preenchida com camada de deutério e trítio congelados (isótopos de hidrogênio) envolvendo volume de gás deutério e trítio até um raio de cerca de 30 micrômetros. No processo, esses isótopos de hidrogênio ionizam e um plasma de elétrons, núcleos de deutério e trítio [é o resultado]”, disse Edward Hartouni, físico do NIF e coautor do artigo, à Newsweek.

“Este plasma é tão denso que as colisões dessas partículas carregadas (elétrons e íons) acontecem com muita frequência”, disse Hartouni. “Em baixas temperaturas, os íons geralmente se espalham elasticamente, como se fossem bolas de bilhar. Mas, conforme a temperatura do plasma aumenta, o que ocorre quando ele é comprimido, algumas dessas colisões resultam na fusão dos íons. A fusão libera energia tremenda.”

“Dos três tipos de fusão que podem ocorrer, a fusão dos íons deutério e trítio ocorre com mais frequência e libera a maior quantidade de energia”, continuou ele. “Essa energia está na forma de energia cinética que a fusão [produz], que para a fusão do deutério e do trítio é uma partícula alfa (o íon hélio) e um nêutron”, disse Hartouni.

Em essência, os lasers aquecem o combustível de hidrogênio a níveis enormes de energia, levando-os a colidir e se fundir para formar átomos de hélio – essa é a reação que alimenta o Sol. Essa reação também libera grandes quantidades de energia, que aquece ainda mais o combustível de hidrogênio.