_Hinrichs_Kleinback

428 Energia e Meio Ambiente
O vazamento do plasma pelas extremidades da máquina espelho pode ser eliminado
fazendo-se com que uma extremidade da garrafa cilíndrica se una com a outra, formando
uma geometria toroidal, ou em forma de rosquinha (Figura 15.3). Neste esquema, as linhas
de campo magnético formam uma volta fechada. O sistema de confinamento fechado ou
toroidal mais conhecido é o "Tokamak", um reator inicialmente desenvolvido na Rússia e
que foi levado para os Estados Unidos em 1969. A Figura 10.6 mostra o (atualmente desativado)
Reator de Teste de Fusão Tokamak na Universidade de Princeton. A Figura 15.4
mostra uma vista do interior de seu vaso toroidal de vácuo, no qual o plasma é confinado
O Tokamak (termo russo para "câmara magnética toroidal") utiliza bobinas de corrente ao
redor do toróide para fornecer um campo magnético em volta do perímetro do toróide. O
Tokamak também usa uma corrente através do próprio plasma para fornecer um campo
magnético que envolve o plasma. Este campo secundário gera uma grande estabilidade
para evitar que os íons do plasma flutuem para as paredes externas do toróide. Essa coerebte
secundária e atingida usando-se o plasma como uma bobina secundária de um transformador
(Figura 15.5). Um pulso de corrente através da bobina preliminar induzirá uma
corrente na bobina secundária, a "bobina" secundária sendo o plasma, neste caso. Esta corrente
(milhares de ampères) é usada também para aquecer o plasma, de forma semelhante
ao aquecimento resistivo.
Um dos problemas em reatores de fusão é a instabilidade do plasma. Se os campos
magnéticos apresentarem quaisquer irregularidades, tais como uma "torção", o plasma
pode escapar para fora da garrafa. Para conter o plasma nas altas temperaturas, nas quais
a velocidade média do íon é de 1.000 mph 4 , a densidade do plasma deve ser mantida
baixa, aproximadamente 100.000 vezes menor do que a atmosférica, quase um vácuo
(mesmo em altas temperaturas, o plasma não é denso o bastante poder fundir objetos do
metal nele colocados.) Campos magnéticos mais poderosos estão sendo desenvolvidos
(usando materiais supercondutores) para permitir um aumento na densidade do plasma.
Como poderíamos aquecer o nosso plasma a temperaturas de 50 milhões a 100 milhões
de °C? Seria necessário um bico de Bunsen e tanto! Um método nós já mencionamos:
aquecimento resistivo com a corrente secundária em Tokamaks. Entretanto, temperaturas
altas o bastante não podem ser alcançadas desta maneira, porque a resistência do plasma
diminui com as altas temperaturas. Um método promissor de aquecimento do plasma é a
adição de partículas "quentes" externas ao plasma. Isto é feito dirigindo ao plasma um
feixe de átomos de deutério aos quais foi dada uma energia cinética da ordem de 5 keV a
10 keV em um acelerador.
FIGURA 15.3
Campo magnético toroidal ou em
forma de rosquinha para o confinamento
de plasma. Somente algumas
das bobinas são mostradas.
4 N.T.: Aproximadamente 1.610 km/h.