Cientistas alemães produzem partículas de hélio energéticas para simular a dinâmica da fusão nuclear

Cientistas do Instituto Max Planck de Física de Plasma, na Alemanha, alcançaram em 2025 um avanço técnico no reator stellarator Wendelstein 7-X ao produzir, sob condições controladas, íons de hélio de alta energia. O experimento simulou o comportamento das partículas alfa, que são fundamentais para sustentar reações de fusão nuclear contínuas.

A relevância desse resultado reside no fato de que as partículas alfa são responsáveis pelo autoaquecimento do plasma dentro dos reatores. Sem esse mecanismo, a reação perde energia, tornando-se inviável para a geração constante de eletricidade, o que constitui um dos principais desafios da área. No processo de fusão, a união de núcleos de hidrogênio gera esses núcleos de hélio energéticos, que transferem calor para outras partículas e mantêm a temperatura elevada.

Ao gerar esses íons artificialmente, a equipe conseguiu reproduzir o fenômeno sem a necessidade de uma reação de fusão completa. Essa simulação permite analisar a movimentação e a interação das partículas, além de identificar como elas podem escapar do plasma, provocando a perda de energia e o resfriamento do sistema.

Localizado em Greifswald, o Wendelstein 7-X é uma das máquinas mais sofisticadas do mundo para pesquisa energética, pesando centenas de toneladas e possuindo 16 metros de diâmetro. O reator utiliza uma abordagem distinta dos tokamaks — como o ITER, em construção na França —, que dependem de correntes elétricas intensas para confinar o plasma, o que pode gerar instabilidades. O stellarator, por outro lado, emprega 50 bobinas magnéticas supercondutoras com geometria torcida para criar campos magnéticos tridimensionais, garantindo a estabilidade do plasma sem a necessidade de correntes internas.

Essa arquitetura favorece a operação contínua por períodos mais longos, fator essencial para a viabilidade comercial da tecnologia. A construção do equipamento exigiu décadas de desenvolvimento, colaboração internacional e rigor extremo na fabricação das bobinas, já que qualquer desvio na geometria comprometeria o confinamento do plasma.

Os dados obtidos também trazem contribuições para a física solar, pois o comportamento das partículas energéticas no reator mimetiza o que ocorre no interior do Sol. Isso permite uma compreensão mais profunda sobre nuvens de partículas ricas em hélio detectadas em estudos astrofísicos.

A fusão nuclear, que utiliza combustíveis abundantes como deutério e trítio, é vista como uma alternativa de energia limpa e segura, pois não produz resíduos radioativos de longa duração nem apresenta risco de reações em cadeia descontroladas.

Os próximos passos dos pesquisadores no Wendelstein 7-X envolvem a ampliação do tempo de confinamento do plasma e o aprimoramento do controle sobre as partículas energéticas. O objetivo final é validar a capacidade do stellarator de operar de forma eficiente e contínua, aproximando a tecnologia de uma aplicação real em escala comercial.