What is Plasma?
Plasma é um estado da matéria juntamente com sólidos, líquidos e gases. Consiste em um gás parcialmente ionizado, contendo íons, elétrons e átomos neutros.
Então o que isso significa?
Em um plasma, alguns elétrons são liberados de seus átomos, permitindo que a corrente e a eletricidade fluam. Na verdade, um dos poucos plasmas naturais encontrados aqui na Terra é um raio!
Pode pensar noutros plasmas?
- Lâmpadas fluorescentes contêm plasma de mercúrio.
- Estrelas, como o sol, são bolas quentes de plasma.
- Aurora Boreal e Aurora Australis
- Reactores de fusão, como o NSTX-U, usam plasma para fundir átomos para fazer energia.
- Plasma displays usam pequenas células de plasma para iluminar imagens.
O que é a fusão?
Atomos leves como o hidrogénio (um próton e um nêutron) podem fundir-se tão firmemente que libertam energia. Isto só acontecerá se os dois núcleos com carga positiva se aproximarem o suficiente para superar a força eléctrica que os separa. Quando os núcleos se aproximam o suficiente, a força que une prótons e nêutrons, a força forte, toma conta e puxa os núcleos ainda mais próximos.
O núcleo do Sol é um reactor de fusão natural. Antes do sol se formar, era uma nuvem de gás composta principalmente de hidrogênio e algum hélio. Em algum momento, a nuvem se tornou tão maciça que a gravidade causou o colapso em si mesma e formou uma estrela. Numerosas colisões no núcleo do sol libertaram electrões dos iões, formando um estado de plasma. A fusão começou no sol quando as colisões entre iões se tornaram tão frequentes que os iões se aproximaram o suficiente para se fundirem.
O sol usa a gravidade para aproximar os seus núcleos o suficiente e quente o suficiente para iniciar a fusão. Na Terra, os pesquisadores estão tentando construir seus próprios reatores de fusão. Eles tentam aproximar os átomos o suficiente, maximizando o número de íons em uma pequena região e a quantidade de tempo que eles ficam próximos uns dos outros. Para isso, os reactores aquecem a temperaturas muito mais elevadas que o núcleo do sol (>100, 000, 000 °C) que converte o gás hidrogénio em plasma de hidrogénio. Campos magnéticos fortes ou lasers de alta potência então confinam o plasma em uma pequena região controlável onde a fusão pode acontecer.
Reatores de fusão estilo Takamak, como o NSTX-U, bombeiam a maior parte da energia extraída em nêutrons rápidos. A energia desses nêutrons pode ser coletada em uma manta que envolve o plasma e pode consistir de uma mistura fundida de lítio e chumbo. O calor em excesso nesta manta pode então ser usado para fazer vapor para accionar turbinas e gerar electricidade.