O plasma do ITER deve atingir 150 milhões de ° C – dez vezes mais quente que o núcleo do Sol – Foto: ITER
POR – PAUL BROWN* (CLIMATE NEWS NETWORK) / NEO MONDO
O maior experimento científico da Terra pode evitar as mudanças climáticas. Mas ainda há tempo para a fusão nuclear funcionar?
A fusão nuclear é o projeto mais ambicioso do mundo, recriando na Terra as complexas reações produtoras de calor do sol na esperança de produzir energia elétrica ilimitada sem carbono.
A primeira máquina de fusão do mundo, ITER , em construção na Provença, no sul da França, também é extraordinária porque é uma colaboração entre cientistas, engenheiros e políticos dos 35 países mais ricos e poderosos do planeta – afirma que em outros assuntos discorda frequentemente.
Mas o prêmio potencial de aproveitar o poder do sol em nosso próprio planeta para produzir eletricidade ilimitada é suficiente para fazer com que todas essas nações enterrem suas diferenças e se combinem para compartilhar seus segredos e suas habilidades de engenharia, na esperança de que todos se beneficiem dessa energia potencial.
O dia 28 de julho foi escolhido como o dia para comemorar o início da montagem do ITER, uma máquina que será o protótipo para uma geração de sucessores muito maiores no caminho para uma possível fusão nuclear comercialmente viável . Espera-se que eles sinalizem o fim do uso de combustíveis fósseis e salvem o mundo das piores mudanças climáticas.
“Permitir o uso exclusivo de energia limpa será um milagre para o nosso planeta”
O presidente francês Emmanuel Macron e líderes dos países da União Europeia e China, Índia, Japão, Coréia, Rússia e Estados Unidos se reuniram virtualmente em 28 de julho para declarar o início de uma nova era energética. Cada um dos 35 países fabricou alguns componentes e ajudou a pagar parte dos custos do ITER, o maior projeto científico do mundo.
Seu custo total é desconhecido, já que os países estão pagando sua parte em espécie produzindo feitos de engenharia exclusivos, como ímãs gigantes pesando muitas toneladas, com tolerâncias de dois milímetros, alguns deles com a precisão de um relógio suíço.
Foto – Pixabay
Fusion: como funciona
- Alguns gramas de deutério e gás de trítio (hidrogênio) são injetados em uma enorme câmara em forma de anel, chamada Tokamak.
- O hidrogênio é aquecido até se tornar um plasma ionizado semelhante a uma nuvem.
- O plasma ionizado é modelado e controlado por 10.000 toneladas de ímãs supercondutores.
- A fusão ocorre quando o plasma atinge 150 milhões de graus Celsius – dez vezes mais quente que o núcleo do Sol.
- Na reação de fusão, uma pequena quantidade de massa é convertida em uma enorme quantidade de energia (E = mc 2 ).
- Os nêutrons de ultra-alta energia da fusão escapam da gaiola magnética e transmitem energia como calor.
- A água que circula nas paredes do Tokamak absorve o calor escapado e produz vapor. Em uma planta comercial, uma turbina a vapor irá gerar eletricidade.
- Centenas de Tokamaks foram construídos; mas o ITER será o primeiro a obter um plasma de “queima” ou de autoaquecimento.
Para ter uma ideia de sua complexidade, o ITER usa três tipos de ímãs intimamente integrados para conter, controlar, modelar e pulsar o plasma que ele mantém – a 150 ° C milhões.
Mas se o protótipo pudesse funcionar, a ideia seria construir outras versões com um tamanho ligeiramente aumentado de câmara de plasma. Cada uma dessas máquinas produziria impressionantes 2.000 megawatts, o suficiente para mais de dois milhões de casas.
Teste de confiabilidade
Bernard Bigot, diretor-geral do ITER , espera que a construção seja concluída em dezembro de 2025 e os cientistas e engenheiros no local lancem o “Primeiro Plasma”, o evento inicial para demonstrar que a máquina realmente funciona e pode gerar eletricidade.
A questão então será intensificar os testes para verificar se o ITER pode funcionar de maneira consistente e confiável. Então, se for bem-sucedido, o consórcio de nações precisará decidir se pode ser ampliado – e quanto tempo levará para construir outras máquinas, desta vez grandes o suficiente para fazer diferença na mudança climática.
É uma pergunta difícil e ainda sem resposta. No lado positivo, a fusão, em teoria, fornece energia limpa e confiável sem emissões de carbono. Diz-se que é seguro, com pequenas quantidades de combustível e sem possibilidade física de um acidente em fuga devido a um colapso.
O combustível para a fusão é encontrado na água do mar e no lítio. É abundante o suficiente para suprir a humanidade por milhões de anos. Uma quantidade desse combustível do tamanho de abacaxi é equivalente em termos de energia a 10.000 toneladas de carvão.
Pronto até 2045?
No lado negativo, porém, a fusão existe como um conceito desde a década de 1950. Foram necessários 14 anos de esforço internacional para chegar a esta fase do projeto – e serão outros quatro antes de poder ser ligado. Provavelmente levará pelo menos 20 anos ou mais, mesmo que funcione como esperado, para que uma máquina de fusão em grande escala seja construída e comissionada.
Dr. Bigot diz: “Se o poder de fusão se tornar universal, em complemento às energias renováveis, o uso de eletricidade poderá ser amplamente expandido, para reduzir as emissões de gases de efeito estufa dos transportes, edifícios e indústria.
“Permitir o uso exclusivo de energia limpa será um milagre para o nosso planeta.”
Mas com o planeta já aquecendo a uma taxa sem precedentes e o limiar de perigo de temperaturas de 1,5 ° C acima dos níveis pré-industriais já próximos, pode não haver tempo suficiente para que o sonho de fusão seja realizado.
*Paul Brown – Editor fundador da Climate News Network, é ex-correspondente ambiental do jornal The Guardian e ainda escreve colunas para o jornal.