Tokamak


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Tokamak KSTAR, DaejeonCoreia do Sul.

Tokamak (em russoТокамак) é um reator experimental de fusão nuclear.

O termo tokamak é uma transliteração da palavra russa Токамак que por si só é um acrônimo das palavras: “тороидальная камера с магнитными катушками” (toroidal’naya kamera s magnitnymi katushkami) — câmara toroidal magnética.

Foi inventado na década de 1950 pelos físicos soviéticos Igor Tamm e Andrei Sakharov (que foram inspirados por ideia original de Oleg Lavrentiev).[1]

Funcionamento[editar | editar código-fonte]

Campos magnético e de plasma gerados por um Tokamak.

Basicamente, o Tokamak é um potente eletroímã que produz um campo magnético toroidal para o confinamento de plasma (o quarto estado físico da matéria, que compõe as estrelas) de isótopos pesados de hidrogênio (deutério e trítio especificamente). Em seu interior ocorre uma reação de fusão nuclear cujo objetivo é criar plasma que deve ser contido em um espaço limitado, de forma a não tocar nas paredes internas do reator, tanto para não danificá-lo, quanto para não dissipar a energia do combustível via condução térmica. O plasma é então contido pelo intenso campo magnético gerado pelo Tokamak.

O isolamento magnético permite que se alcancem altas temperaturas, impedindo o combustível da reação, os isótopos de hidrogênio, de desgastar ou sobreaquecer o reator. O campo magnético tem geometria toroidal (em forma de pneu). Este método de contenção do plasma, é conhecido como confinamento magnético.

Selo postal soviético de 1987exibindo a figura de um Tokamak.

Existe ainda, outra forma de confinamento do plasma que é o confinamento inercial. Nesta, um laser de alta potência bombardeia o combustível do reator. Isto causa a “implosão” do combustível e o início de uma reação em cadeia, que tem como consequência o início do processo de fusão nuclear.

Na natureza há uma terceira forma, o confinamento gravitacional, este impraticável na Terra. O confinamento gravitacional é a forma como as estrelas contêm o plasma. O Sol, assim como todas as estrelas, é na verdade um reator natural de fusão nuclear.

O Tokamak é ainda caracterizado pela simetria azimutal (rotacional) e pelo uso da corrente de plasma para gerar a componente helicoidal do campo magnético, necessária para um equilíbrio estável.

Existem pesquisas avançadas em Tokamaks nos Estados Unidos (que entre outros possui um reator de confinamento inercial, o SHIVA em Los Alamos), na Europa (França e Inglaterra), Rússia e Japão.

No Brasil[editar | editar código-fonte]

No Brasil há pelo menos três tokamaks de pequeno porte: o Tokamak Chauffage Alfvén Brasilien (TCABR) no departamentos de Física Aplicada da USP; o Tokamak NOVA II; doado pela Unicamp para o laboratório de Plasma do Instituto de Matemática, Estatística e Física (Imef) da Universidade Federal do Rio Grande – FURG, que anteriormente veio da Universidade de Kyoto; e um em formato esférico no Laboratório Associado de Plasma do INPE, em São José dos Campos. Este último é denominado ETE (Experimento Tokamak Esférico).[2]

Em Portugal[editar | editar código-fonte]

Existe em Portugal um Tokamak de secção circular, ISTTOK.[3] Encontra-se montado e em funcionamento regular desde 1990 no Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, situado no campus do Instituto Superior Técnico em Lisboa. Com este reator, Portugal integra o projeto ITER[4] desde 1998 e conta também com a colaboração de cientistas brasileiros.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Ir para cima (em russoUFN.RU: Bondarenko BD: “O papel desempenhado por Lavrentiev na formulação do problema e no início da investigação da fusão nuclear controlada na física da URSS.”
  2. Ir para cima (em portuguêsPlasma Inpe – Experimento Tokamak Esférico
  3. Ir para cima (em portuguêsTokamak ISTTOK
  4. Ir para cima (em inglêsProjecto ITER

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

Vídeos[editar | editar código-fonte]

  • World News – Fusión Nuclear – La energía inagotable. Proyecto ITER. Tokamak. (em espanhol) Página visitada em 3 de fevereiro de 2016.
  • World News – Nuclear Fusion – Tokamak VS Stellarator. (em inglês) Página visitada em 3 de fevereiro de 2016.
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