Cientistas dão passo gigante rumo à fusão nuclear em larga escala: “O que fizemos aqui é o começo de uma longa jornada”

Pesquisadores do MIT usaram física e aprendizado de máquina para prever o comportamento do plasma dentro de um reator de fusão, superando um dos maiores desafios rumo à energia ilimitada.

Fonte: Gizmodo

A busca pela fusão nuclear, o mesmo processo que alimenta as estrelas, acaba de dar um salto importante. Um grupo de cientistas do MIT (Massachusetts Institute of Technology) desenvolveu um novo método que pode facilitar o controle dos reatores de fusão - um dos maiores obstáculos para transformar essa promessa em uma fonte de energia limpa, segura e praticamente inesgotável.

O estudo, publicado na revista Nature Communications, combina modelagem física e inteligência artificial para prever o comportamento do plasma - o gás superaquecido que alimenta as reações de fusão - dentro de um reator tokamak, o tipo de reator mais promissor atualmente.

O desafio das estrelas

O tokamak é um reator em forma de anel que usa campos magnéticos intensos para confinar o plasma e manter a fusão sob controle. No interior desse sistema, as temperaturas chegam a 100 milhões de graus Celsius, mais quentes que o núcleo do Sol.

Quando o reator precisa ser desligado, os operadores iniciam uma fase delicada conhecida como “rampa de desaceleração”. Nessa etapa, a energia do plasma precisa ser reduzida gradualmente - caso contrário, o material superaquecido pode causar danos às paredes internas do reator, gerando reparos demorados e custos altíssimos.

“Encerrar o plasma de forma descontrolada pode provocar fluxos intensos de calor que danificam a estrutura interna”, explicou Allen Wang, autor principal do estudo e pesquisador do MIT. “Com plasmas de alto desempenho, até o processo de desaceleração pode empurrar o sistema para os limites da instabilidade. É um equilíbrio extremamente delicado.”

Inteligência artificial a serviço da fusão

Para resolver esse problema, os cientistas desenvolveram um modelo híbrido que combina equações fundamentais da física do plasma com redes neurais treinadas por aprendizado de máquina.

O modelo foi alimentado com dados do TCV, um pequeno reator experimental localizado na Suíça. Os pesquisadores analisaram como o plasma se comportava em diferentes condições de temperatura e energia, desde o início até o fim de cada experimento.

A partir dessas informações, o sistema passou a prever “trajetórias” seguras para o plasma - orientações sobre como ele se comportaria durante a reação e como desacelerá-lo sem causar danos. Quando os cientistas aplicaram as instruções do modelo em experimentos reais, os resultados foram consistentes e melhoraram a estabilidade do reator em todas as tentativas.

“Fizemos vários testes e obtivemos resultados melhores de forma consistente”, afirmou Wang. “Agora temos confiança estatística de que conseguimos melhorar o processo.”

Um passo em uma longa jornada

Embora o avanço seja significativo, os próprios pesquisadores reconhecem que ainda há um longo caminho até a fusão se tornar uma realidade prática. Atualmente, os reatores experimentais só operam algumas vezes por ano, devido ao alto custo e à complexidade técnica das instalações.

Mesmo assim, o trabalho do MIT representa um avanço crucial rumo à fusão controlada e contínua, que poderia revolucionar o fornecimento global de energia.

“Nós estamos tentando resolver as questões científicas que tornarão a fusão algo rotineiro e confiável”, concluiu Wang. “O que fizemos aqui é apenas o começo de uma longa jornada - mas um começo muito promissor.”