23 Animação de Fusão Nuclear
Este objeto interativo processa a simulação visual e temporal do processo de fusão nuclear entre os isótopos de Deutério e Trítio para modelar a dinâmica de uma reação nuclear. O sistema utiliza uma estrutura de dados sequencial baseada em quadros para gerenciar a transição de estados das partículas, controlando propriedades de visibilidade, posicionamento cartesiano e escala dos marcadores em tempo real. Através de eixos bidimensionais parametrizados, o modelo renderiza de forma cronológica as etapas de aproximação vetorial, o ponto crítico de colisão e a subsequente separação dos produtos resultantes da reação.
A estrutura do simulador fundamenta-se em uma linha do tempo dinâmica que aplica deslocamentos lineares iterativos para simular a trajetória das partículas e a dispersão do Nêutron e do Hélio gerados. O processamento dos dados resulta em um gráfico animado interativo controlado por botões de execução e um controle deslizante, permitindo a análise técnica do comportamento e da liberação energética de 17.6 MeV associada ao protocolo físico. A interface possibilita o controle direto sobre o fluxo da animação e o reajuste instantâneo dos estados, fornecendo uma representação visual quantitativa e didática sobre a mecânica da fusão configurada.
- O funcionamento do sistema baseia-se em uma linha do tempo segmentada em fases de execução, controladas pelo motor de animação. O fluxo lógico opera através da renderização sequencial de quadros (frames), que alteram dinamicamente os estados, posições e visibilidade dos elementos na tela.
- Ao disparar a animação, o motor executa primeiro um laço que translada os reagentes em sentidos opostos até a origem através de um decremento linear de posição. Ao atingir o ponto de convergência, o algoritmo interrompe o estado anterior, oculta as partículas iniciais e ativa momentaneamente um marcador de grande escala para simular o ápice físico da colisão.
- Nas etapas finais, a lógica estabiliza o núcleo de Hélio gerado na origem e inicia um segundo laço de repetição. Este laço aplica funções paramétricas para deslocar o Nêutron em uma trajetória diagonal contínua e atualiza a string de texto para exibir a liberação constante
23.1 Equação:
\[X_{d}(i) = -5 + 0.25 \cdot i \quad \text{e} \quad X_{t}(i) = 5 - 0.25 \cdot i\] \[X_{n}(j) = 0.4 \cdot j \quad \text{e} \quad Y_{n}(j) = 0.2 \cdot j\] \[E_{\text{liberada}} = 17.6 \text{ MeV}\]
\(X_{d}(i)\) = Posição cartesiana no eixo x do isótopo de Deutério no frame \(i\) (\(i\) variando de 0 a 20) \(X_{t}(i)\) = Posição cartesiana no eixo x do isótopo de Trítio no frame \(i\) (\(i\) variando de 0 a 20) \(X_{n}(j)\) = Posição cartesiana no eixo x do Nêutron livre no frame de dispersão \(j\) (\(j\) variando de 0 a 14) \(Y_{n}(j)\) = Posição cartesiana no eixo y do Nêutron livre no frame de dispersão \(j\) (\(j\) variando de 0 a 14) \(E_{\text{liberada}}\) = Magnitude da energia cinética resultante liberada pelo processo de fusão exotérmica
- Clique no botão “add” para carregar o simulador e a interface gráfica no JSPlotly.
- Utilize os controles de play, pause e reset para iniciar, pausar ou reiniciar a animação da reação de fusão.
- Ajuste o controle deslizante para navegar manualmente pelos frames da simulação, observando as posições relativas dos isótopos e dos produtos ao longo do tempo.
- Observe a transição dinâmica dos estados físicos, identificando o ponto exato da reação de fusão, a formação do Hélio e a vetorização de escape do Nêutron com a respectiva liberação de energia.
- Avance manualmente o slider até o ponto de “colisão” para observar como o sistema altera instantaneamente o tamanho e a opacidade dos marcadores, simulando o instante crítico da fusão.
- Execute a animação continuamente e foque no quadrante superior direito para analisar a trajetória paramétrica e a velocidade vetorial de escape do Nêutron após a reação.
- Congele a animação na etapa final “neutron_14” para correlacionar visualmente o Hélio formado na origem com o indicador de energia cinética liberada.
- Alterne rapidamente entre os botões “Executar” e “Resetar” para avaliar a consistência do modelo cinemático e o retorno das partículas de Deutério e Trítio às suas coordenadas cartesianas iniciais.
