Fusion Reactors: current research state and potential applications in vehicles
Romulo Ponticelli Giorgi Júnior
ORCID | Lattes | E-mail
Andrômeda Surak Doge
ORCID | Lattes | E-mail
Daniel Guimarães Tedesco
ORCID | Lattes | E-mail
Resumo: O presente artigo busca situar o leitor quando ao estado atual da pesquisa envolvendo reatores que utilizam a fusão nuclear como fonte de energia, para viabilizar a compreensão do seu uso em veículos. Para tanto, analisa inicialmente a reação da fusão nuclear, os elementos que dela participam e as características básicas comuns às várias espécies destes reatores, seguida do elenco e da descrição das propriedades dos principais tipos sendo desenvolvidas hoje em dia. A seguir, simula o uso de reatores de fusão em veículos, analisando o seu desempenho em alguns cenários. São analisados separadamente cenários de uso não relativístico, demonstrando a suficiência da fusão para a maior parte das situações neste contexto. Por fim, analisam-se cenários de uso relativístico, apontando claras limitações da fusão nuclear neste cenário. A precisão das rotinas de simulação foi testada e demonstrada, utilizando-se rotinas em Python e em R.
Palavras-chave: fusão nuclear; reatores nucleares; simulação.
Abstract: The present paper seeks to show the reader the state of the current research on reactors that use the nuclear fusion as an energy source, to make it possible to understand its use in vehicles. To this end, it initially analysis the nuclear fusion reaction, the elements the participate in it, and the common characteristics that are found in the various kinds of these reactors, followed by the list and description of the features of the main kinds being developed nowadays. Next, it simulates the use of fusion reactors in vehicles, analyzing its performance in some scenarios. Non relativists scenarios are analyzed separately, demonstrating the sufficiency of fusion for most of the situations in this context. In the end, relativistic scenarios are analyzed, pointing clear limitations of nuclear fusion in this context. The precision of the simulation routines were tested and demonstrated, using Python and R programs.
Keywords: nuclear fusion; nuclear reactors; simulation.
