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  1. O reator de fusão JT-60SA do Japão se manterá como o maior do mundo até a inauguração do ITER. [Imagem: National Institutes for Quantum Science and Technology] Maior reator de fusão do mundo Engenheiros japoneses deram a partida no maior reator de fusão nuclear do mundo - e ele permanecerá com esse título até o término do projeto internacional ITER. A geração do plasma dentro do tokamak JT-60SA está longe de significar que ele já seja capaz de produzir energia, mas ligá-lo é o primeiro passo essencial, e simbolicamente importante o suficiente para que a equipe marcasse sua inauguração, que deverá acontecer em 10 de Dezembro próximo. O JT-60SA é basicamente uma máquina de pesquisa e desenvolvimento, um reator experimental, só que de um porte não alcançado até hoje. A máquina de quatro andares de altura foi projetada para conter um plasma aquecido a 200 milhões de graus Celsius por cerca de 100 segundos, muito mais tempo do que todos os tokamaks já construídos. Mas chegar a esta marca deverá levar alguns anos. O grande desafio dos reatores de fusão do tipo tokamak está justamente na contenção do plasma dentro de campos magnéticos, já que esse gás ionizado é quente o suficiente para derreter as paredes do reator se a contenção magnética não funcionar. Assim, o plasma é gerado aos poucos, começando por alguns microssegundos, seguido por extensas análises técnicas dos dados, até que haja confiabilidade técnica suficiente para se tentar manter o plasma ativo por mais tempo. Laboratório Como se trata de um laboratório, o reator permitirá que os físicos estudem o plasma e seu comportamento, sobretudo sua insistência em escapar das contenções. O que eles aprenderem será utilizado no ITER, do qual o Japão também é signatário. Mas o JT-60SA não é apenas uma miniatura do ITER - ele tem 15,5 metros de altura, metade do reator internacional. Há uma diferença marcante de projeto, já que o JT-60SA usará apenas hidrogênio e seu isótopo deutério, e não trítio (ou trício). O trítio, uma terceira forma de hidrogênio, é difícil de produzir e, pior de tudo, é radioativa. Ainda assim, o trítio é considerado a opção mais eficiente para a produção de energia por fusão nuclear, por isso ele foi a escolha de combustível para o ITER. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=maior-reator-fusao-nuclear-mundo-ligado&id=010115231101
  2. O primeiro módulo do maior ímã do mundo (esquerda) e sua aparência quando estiver totalmente montado (direita). [Imagem: General Atomics] Maior ímã do mundo O maior ímã do mundo está pronto para seguir rumo ao seu destino, o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Após uma década de projeto e fabricação, a empresa General Atomics divulgou que irá enviar o primeiro módulo do Solenoide Central, o ímã mais poderoso já construído, que se tornará um componente central do ITER, uma máquina projetada para replicar o poder de fusão nuclear que ocorre nas estrelas. Este experimento de fusão nuclear está sendo erguido na França por uma colaboração de 35 países parceiros: União Europeia (mais Reino Unido e Suíça), China, Índia, Japão, Coreia do Sul, Rússia e Estados Unidos. Seu objetivo é provar que a energia da fusão do hidrogênio pode ser criada e controlada na Terra. A energia da fusão nuclear não tem os mesmos riscos dos atuais reatores de fissão nuclear, não polui o meio ambiente e tem potencial para suprir a necessidade de energia da sociedade por milhões de anos. Existem propostas alternativas, como a fusão nuclear feita em um equipamento de mesa. [Imagem: Y. Zhang et al. - 10.1103/PhysRevLett.122.135001] Solenoide Central O Solenoide Central, o maior dos ímãs do ITER, será composto por seis módulos. Quando totalmente montado, ele terá 18 metros de altura, 4,25 metros de largura e pesará mil toneladas. A força magnética do Solenoide Central é suficiente para levantar um porta-aviões 2 metros no ar. Em seu núcleo, ele atingirá uma força de campo magnético de 13 Teslas, cerca de 280.000 vezes mais forte do que o campo magnético da Terra. As estruturas de suporte do eletroímã terão que suportar forças iguais ao dobro do empuxo de uma decolagem dos foguetes que levavam ao espaço os ônibus espaciais. Ele deverá induzir uma poderosa corrente de plasma no interior do reator, chamado tokamak, ajudando a moldar e controlar a reação de fusão, impedindo que ela derreta o próprio reator. O primeiro módulo está pronto e será embarcado de navio dos EUA para a França. Cinco módulos adicionais, mais um sobressalente, já estão em vários estágios de fabricação - o Módulo 2 deverá ficar pronto em agosto. Ímãs no tokamak A criação de campos magnéticos em um tokamak requer três arranjos complementares de ímãs. Bobinas externas ao redor do anel do tokamak produzem o campo magnético toroidal, confinando o plasma dentro do reator. Bobinas poloidais, um conjunto de anéis empilhados que orbitam o tokamak paralelamente à sua circunferência, controlam a posição e a forma do plasma. No centro do tokamak, o Solenoide Central usa um pulso de energia para gerar uma poderosa corrente toroidal no plasma que flui ao redor do toro. O movimento dos íons nessa corrente, por sua vez, cria um segundo campo magnético poloidal que melhora o confinamento do plasma, além de gerar calor para a fusão. Juntos, os ímãs do ITER criam uma gaiola invisível para o plasma que se adapta precisamente às paredes de metal do tokamak. Com 15 milhões de amperes, a corrente de plasma do ITER será muito mais poderosa do que qualquer coisa possível nos tokamaks atuais. O material supercondutor usado nos ímãs do ITER foi produzido em nove fábricas em seis países. Os 43 quilômetros de supercondutores de nióbio-estanho para o Solenoide Central foram fabricados no Japão. Este esquema mostra o Solenoide Central (coluna azul e amarelo) no centro do reator de fusão nuclear do ITER. A área rosa em torno dele é o plasma, girando dentro do toro. [Imagem: ITER] Como funcionará a fusão nuclear no ITER Para que o ITER funcione, uma pequena quantidade de gás deutério e trítio, que são isótopos do hidrogênio, é injetada no tokamak, uma grande câmara de vácuo em forma de anel. O hidrogênio é aquecido até se tornar um plasma ionizado, que parece uma nuvem. Os ímãs supercondutores integrados ao tokamak confinam e moldam esse plasma ionizado, mantendo-o afastado das paredes de metal do reator. Quando o plasma de hidrogênio atinge 150 milhões de graus Celsius - dez vezes mais quente do que o núcleo do Sol -, uma pequena quantidade de massa é convertida em uma grande quantidade de energia (E = mc2) conforme os átomos de hidrogênio se fundem. Nêutrons de ultra-alta energia, produzidos pela fusão, escapam do campo magnético e atingem as paredes de metal do tokamak, transmitindo sua energia para as paredes na forma de calor. A água que circula nas paredes do tokamak recebe esse calor e o converte em vapor. Em um reator comercial, esse vapor acionará turbinas para produzir eletricidade. Finalmente, alguns nêutrons reagem com o lítio incorporado nas paredes do tokamak, criando mais combustível de trítio para a fusão. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ima-mais-poderoso-mundo-pronto-fusao-nuclear&id=010115210617
  3. Pessoal, que termo uso para pesquisar/encontrar solda salva chip/solda baixa fusão no AliExpress? Obrigado
  4. 192 feixes de laser forneceram mais de 2 milhões de joules de energia ultravioleta a uma pequena pastilha de combustível para dar a ignição na fusão nuclear, que durou alguns nanossegundos. [Imagem: LLNL/NIF] Limiar da fusão nuclear Depois de vários "vazamentos" e grande impacto na mídia em geral, o Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos EUA, confirmou oficialmente ter alcançado a ignição da fusão nuclear - ainda que por pouco mais do que um bilionésimo de segundo. Foi o primeiro experimento de fusão controlada de um tipo conhecido como fusão por confinamento a produzir mais energia a partir da fusão nuclear do que a energia do laser usada para alimentá-la. Durante o experimento, cujo resultado levou meses para ser analisado para que a equipe tivesse segurança para anunciá-lo, o experimento ultrapassou o limite da fusão nuclear ao fornecer 2,05 megajoules (MJ) de energia ao combustível, que então gerou 3,15 MJ de saída. É um feito científico notável, perseguido há cerca de 50 anos, a um custo de bilhões de dólares, demonstrando que esta abordagem também funciona. A fusão nuclear é a energia que alimenta as estrelas, sendo mais limpa - ou menos suja - do que a fissão nuclear usada nos reatores nucleares atuais e não emitindo os gases de efeito estufa que estão influenciando o clima. Em 2021, a equipe já havia anunciado a ignição da fusão nuclear, mas ainda sem ganho líquido de energia. No NIF, a fusão nuclear é indireta, com a energia dos lasers sendo convertida em raios X dentro da cápsula, que então comprimem o combustível criando um plasma de alta temperatura. A fusão direta seria mais interessante com vistas à construção de um reator. [Imagem: LLNL/NIF] Como funciona a fusão nuclear? O feito foi alcançado no NIF (National Ignition Facility), um gigantesco laboratório experimental que está tentando chegar à fusão nuclear por um método conhecido como fusão por confinamento, ou fusão inercial, que é diferente da abordagem que usa campos magnéticos para confinar um plasma, em estruturas chamadas tokamaks e estelaratores. No NIF, um conjunto de 192 feixes de laser são focados simultaneamente em uma cápsula de dois milímetros contendo o combustível nuclear. O aquecimento quase instantâneo faz a cápsula implodir, comprimindo os átomos em seu interior, que então se fundem - esta é a fusão nuclear, que libera uma quantidade enorme de energia. O combustível dentro da cápsula é o deutério-trício, uma parte dele congelada criogenicamente e outra na forma de gás. Deutério e trício são isótopos do hidrogênio, que se fundem para formar hélio. Quando a cápsula é aquecida pelos lasers, ela literalmente implode, fazendo os átomos em seu interior se comprimirem e se fundirem. A obtenção da fusão nuclear sustentada exige que a energia gerada pelo combustível seja resultado do autoaquecimento devido às reações de fusão, em vez do aquecimento externo pelos pulsos de laser - dominante, mas não única, ou seja, os lasers continuam fornecendo um parcela da energia. Isso já havia sido alcançado em 2021 no NIF, mas agora o experimento também gerou mais energia do que recebeu, com cerca de 50% mais energia de saída do que de entrada. Este tokamak ajudou a corrigir uma teoria, dobrando a energia que poderá ser produzida por reatores de fusão nuclear. [Imagem: Alain Herzog (EPFL)] Outros experimentos de fusão nuclear É importante notar que os reatores de fusão por contenção magnética do plasma já obtiveram resultados tão ou mais significativos. O reator JET (Joint European Torus), no Reino Unido, começou a operar em 1983 e, no início deste ano, manteve uma reação de fusão nuclear por 5 segundos, produzindo um recorde de 59 megajoules de energia térmica e tornando-se o ponto mais quente do Sistema Solar, chegando a 150 milhões °C. Ele funciona hoje como uma espécie de laboratório do muito maior ITER, o reator de fusão nuclear internacional que está sendo construído na França. Mais recentemente, o reator coreano KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), sustentou uma reação de fusão por 30 segundos, em temperaturas acima dos 100 milhões °C. Enquanto isso, experimentos alternativos, como a fusão magneto-inercial, o reator SPARC do MIT e o reator de fusão privado Trenta continuam fazendo seus próprios progressos. O laboratório NIF já foi usado como cenário de filmes de ficção científica. [Imagem: LLNL/NIF] Ponderações sobre a fusão nuclear É necessário, contudo colocar em perspectiva o balanço energético da fusão nuclear realizada agora, sobretudo depois da cobertura um tanto exagerada feita pela mídia em geral, que anunciou o feito passando a impressão ao público de que "agora" poderemos contar com "energia limpa e inesgotável". Nenhuma dessas afirmações está correta, nem tampouco as expectativas geradas por elas. Em primeiro lugar, a energia de entrada (2,05 MJ) refere-se tão-somente à energia passada pelos lasers para o combustível: Para que tudo funcione, sobretudo o funcionamento dos próprios lasers, o laboratório inteiro consome cerca de 300 MJ de energia. Além disso, tratou-se de um pico de geração de energia, com duração de poucos nanossegundos - a equipe ainda não publicou os resultados detalhados. Em uma comparação não muito rigorosa, para produzir eletricidade como a que recebemos em casa, na forma de corrente alternada de 60 Hz, seria necessário que esses picos durassem cerca de 10.000 vezes mais do que o pico único registrado no experimento, e que se repetissem 60 vezes por segundo. No entanto, após cada disparo, os lasers precisam esfriar horas antes de poderem ser acionados novamente, o combustível seja reposto e tudo preparado para gerar um novo pulso de energia - na prática, é mais comum haver vários dias de intervalo entre os disparos. Considere, contudo, que a instalação onde foi feito o experimento não é uma usina, mas um laboratório, não tendo sido projetada para produzir energia em escala industrial. Para isso será necessário construir um reator apropriado, o que deverá começar com um protótipo experimental. Mas tampouco será algo rápido, uma vez que há muitos desafios técnicos e de engenharia a serem vencidos. Enquanto isso, o NIF poderá continuar sendo usado para estudar fenômenos fundamentais da física e da astrofísica, uma vez que a conjunção dos lasers cria condições de temperatura e pressão só observadas nas estrelas e, em alguns casos, apenas nas explosões de estrelas, as supernovas. Há um ditado muitas vezes repetido na comunidade científica, de que a energia da fusão nuclear está a 30 anos no futuro... e sempre estará. Talvez seja um exagero, já que o experimento mostrou que estamos progredindo, mas, em termos de produção prática de energia para uso da população, ele certamente continua válido. Estão em desenvolvimento outros tipos de reatores, visando obter a fusão nuclear em equipamentos mais compactos. [Imagem: Kwei-Yu Chu] A fusão nuclear é limpa? A quase totalidade da cobertura jornalística feita nos últimos dias afirma que a "energia da fusão nuclear é limpa e segura". Embora ela de fato seja melhor do que uma termoelétrica a carvão ou petróleo, nenhuma das duas alegações é totalmente correta, sobretudo em relação às principais propostas de fusão nuclear sendo testadas até agora. Embora ainda estejamos no reino da ciência básica, uma ideia para passar do experimento científico para um reator de fusão envolve um projeto híbrido fissão-fusão, em que um reator de fissão produza a energia para alimentar a fusão. Um reator desse tipo produzirá plutônio-239, urânio-233 e urânio-235, todos eles empregados na construção de bombas atômicas e, mesmo se não tiverem essa finalidade, precisarão ser armazenados por milhares de anos. O reator de fusão nuclear também deverá produzir o próprio combustível, o trício, uma espécie de hidrogênio pesado, que é usado como "espoleta" para uma bomba nuclear, tornando essas armas menores e mais facilmente fabricáveis. Ou seja, a fusão nuclear não é uma solução tão perfeita para a energia limpa como está se fazendo acreditar. Por outro lado, existem também propostas para a construção de reatores de fusão nuclear sem radiação, baseados em um processo conhecido como fusão hidrogênio-boro, que é mais simples do que a fusão deutério-trício. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ignicao-fusao-nuclear-alcancada-e-agora&id=010115221214#.Y5sN7hXMJ1s
  5. Sistemas Micro eletromecânicos (Micro-Electro-Mechanical Systems, em inglês) é o nome dado para a tecnologia que integra elementos mecânicos, sensores e eletrônicos em um pequeno chip, que possui uma informação gravada que determina seu funcionamento e são considerados uma das tecnologias mais promissoras do século XXI. Podendo ser utilizada de celulares a projetos aeroespaciais e biotecnologia, essa classe de dispositivos causou uma revolução eletrônica nas últimas décadas através da combinação da microeletrônica baseada em silício com a tecnologia de micro usinagem. Assim, o objetivo deste artigo é introduzir os MEMS, esta fascinante tecnologia, capaz de modificar a vida como a conhecemos ou apenas agregar funcionalidades que tornarão seu sistema embarcado realmente embarcado. MEMS: Fusão entre eletrônica e mecânica em escala micrométrica Criado utilizando técnicas que se tornaram a base para a difusão desta tecnologia nos dias atuais, o primeiro dispositivo MEMS foi desenvolvido em 1967 pelo engenheiro americano Harvey C. Nathanson. Esse dispositivo, conhecido como Transistor de Porta Ressonante [1], tratava-se, resumidamente, de um sintonizador e seletor de frequências ativado eletrostaticamente, utilizado em circuitos de sintonia RF. Esta invenção o concedeu uma patente, dentre as mais de 50 existentes em seu nome, no ramo da eletrônica de estado sólido. A tecnologia MEMS é a essência da computação analógica, capaz de sentir e reagir a estímulos externos naturais, se aproximando muito mais da realidade, ao invés do comportamento binário e artificial da computação digital. Cada vez mais usos para estes dispositivos inteligentes, capazes de responder ao ambiente de forma dinâmica e analógica. Imagine asas de aviões que sejam capazes de se remodelar quando em meio à turbulência. Rover Curiosity da Nasa, um dos sistemas eletromecânicos mems mais avançados e confiáveis já criados -> Confira Aqui A tecnologia MEMS é um processo de natureza multidisciplinar, uma combinação de conceitos da microeletrônica, engenharia mecânica, ciência dos materiais, física e química, reunidos para produzir sistemas integrados em um único chip, gerando dispositivos capazes de desempenhar funções de sensoriamento, controle e atuação. Através do uso de técnicas de micro fabricação, que nada mais são do que manipulações do silício e outros substratos usando processos de micro usinagem, é realizada a integração de estruturas mecânicas (sendo elas móveis ou não), sensores, atuadores e eletrônica, tornando possível a sintetização de sistemas completos em escala micrométrica. Basicamente, a microeletrônica é o cérebro destes sistemas, responsável por toda a capacidade de processamento, já a tecnologia MEMS acrescenta olhos, ouvidos e músculos a dispositivos antes regidos, exclusivamente, pelas equações de Maxwell. Enquanto circuitos integrados tradicionais são desenvolvidos explorando as propriedades elétricas do silício, MEMS também consideram suas propriedades mecânicas. A micro usinagem do silício, idealizada por Nathanson, tornou-se o processo fundamental para fabricação de dispositivos micro eletromecânicos e, em particular, de sensores e atuadores miniaturizados. De uma maneira geral, sistemas micro eletromecânicos são formados pelos seguintes componentes: Um dispositivo MEMS é caracterizado, principalmente, pela presença de sensores ou atuadores em conjunto com a microeletrônica, ou ainda, pela união de todos estes componentes simultaneamente em um mesmo dispositivo. Os micro sensores são responsáveis por detectar as mudanças físicas do meio, sejam elas mecânicas, térmicas, magnéticas, químicas ou eletromagnéticas, e convertê-las em um sinal elétrico proporcional. A microeletrônica, por sua vez, processa essa informação e aciona os micro atuadores de forma que eles possam criar uma resposta a esta mudança, convertendo sinais elétricos em energia mecânica. Micro atuadores são largamente empregados em impressoras do tipo inkjet e em sistemas de foco automático de câmeras digitais. Micro sensores e micro atuadores são o que há de mais importante em um dispositivo MEMS. Estes componentes são os transdutores de um sistema micro eletromecânico, responsáveis pela conversão de uma forma de energia em outra. Muitos destes transdutores foram desenvolvidos pela indústria microeletrônica, como, por exemplo, sensores de temperatura e luz, mas suas funcionalidades são potencializadas quando utilizados em MEMS. Dependendo do mecanismo de sensibilidade e das grandezas observadas, estes transdutores podem ser mecânicos, térmicos, magnéticos, químicos ou de radiação. Dentre estes, talvez os mais conhecidos sejam os que exercem a função de sensores mecânicos, como o acelerômetro (capaz perceber variações de aceleração), o giroscópio (permite medir a velocidade de rotação e movimentos angulares), sensores de pressão e strain gauges (capazes de medir deformações) Um motor de silício MEMS comparado a um fio de cabelo humano À esquerda, o projetor digital de luz da Texas Instruments utilizado em projetores de vídeo e a direita, um sensor de movimento MEMS, utilizado em smartphones e tablets. Ainda não convencido de quão próximo você pode estar da tecnologia MEMS? Veja na imagem a seguir quantos sensores podem ser embarcados em um único smartphone e as funcionalidades que eles agregam a esse produto, antes conhecido simplesmente como telefone celular: Conclusão: O tamanho e a massa de um sensor podem alterar de forma significativa as características do objeto a ser monitorado, o que nos convence ainda mais sobre as vantagens da utilização de MEMS no desenvolvimento de sistemas embarcados. MEMS é uma tecnologia de fabricação, uma nova metodologia para se desenvolver e criar dispositivos mecânicos complexos e sistemas totalmente integrados utilizando processos de fabricação em alta escala. Esta tecnologia representa uma drástica mudança de paradigma no que diz respeito ao projeto e fabricação de circuitos integrados. Talvez, um dos fatores que mais contribuam para seu crescente avanço seja a saturação encontrada na evolução dos circuitos digitais, fazendo com que esforços muito grandes tenham que ser empregados na obtenção de resultados cada vez menores. Está cada vez mais difícil acompanhar a Lei de Moore e, quanto mais o tempo passa, mais nos aproximamos do dia em que o silício deixará de ser a menina dos olhos da microeletrônica e venha a ser substituído, talvez pelo grafeno. Apesar de só permitir a produção de dispositivos em larga escala há menos de 30 anos, a tecnologia MEMS vem avançando a passos largos graças, principalmente, ao interesse da indústria por estes sistemas integrados. Para se ter uma ideia, pesquisas passadas sugerem que memórias baseadas em MEMS tenham uma performance superior quando comparadas a memórias convencionais. MEMS representam uma área de pesquisa muito extensa. Como só é possível abordar uma coisa de cada vez, os próximos artigos serão prioritariamente focados em uma subclasse da tecnologia MEMS, talvez a mais interessante delas: os sensores inerciais. Quais novidades surgirão em função desta que foi considerada a maior evolução tecnológica depois da microeletrônica baseada em silício? Deixe sua opinião abaixo!

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