Lentamente, os progressos feitos nos dois lados do Atlântico na busca pela energia obtida via fusão nuclear surgem: depois do SPACR, do americano Massachusets Institute of Technology, as boas novas vêm da UK Atomic Energy Authority (UKAEA) e seu Mega Amp Spherical Tokamak (MAST). O reator conseguir, pela primeira vez, atingir seu "primeiro plasma", quando todos os componentes essenciais funcionam simultaneamente, produzindo uma nuvem de gás ionizante.
Tokamak é uma transliteração da expressão russa que significa “câmara toroidal com bobinas magnéticas” – uma câmara em forma de rosca dentro da qual ocorre a reação de fusão. A nuvem de plasma formada é mais quente que o Sol, e por isso ela precisa ser confinada por forças magnéticas, geradas por gigantescas bobinas eletromagnéticas resfriadas por hélio líquido.
O principal problema enfrentado pelos cientistas e técnicos do Centro Culham para Energia de Fusão (onde está o MAST) foi a temperatura do plasma – ter um sol dentro de um prédio gera obstáculos desse tipo.
O intervalo no interior do MAST foi reduzido ao máximo possível.Fonte: UKAEA/Divulgação
“Temos pensado em reatores de fusão que permitam construções menores e, portanto, mais baratas. Essa é a gênese por trás do tokamak esférico. O grande desafio disso é que, para a fusão acontecer, é preciso que o combustível seja dez vezes mais quente que o Sol. Se você puser essa nuvem de gás ionizante em uma caixa cada vez menor, as chances de derreter as paredes aumentam incrivelmente. É preciso, então, uma maneira inteligente de retirar o calor do plasma", explicou o físico Ian Chapman, CEO da UKAEA.
Simulação por computador do MAST em funcionamento.Fonte: UKAEA/Divulgação
O sistema de exaustão do tokamak (ou “divertor”) processa o combustível e o plasma, que deve estar frio o suficiente para não acrescentar custos à produção de energia por conta da manutenção do sistema. O problema é que os divertores existentes hoje não são projetados para suportar o calor que os grandes reatores de fusão produzirão no futuro.
O desafio de desenvolver um divertor que pudesse gerenciar a energia recebida do plasma foi resolvido com um sistema de escapamento chamado divertor Super-X, projetado para canalizar o plasma para fora da máquina em temperaturas baixas o suficiente para não danificar os componentes do reator em contato com a nuvem de gás quente.
Escala industrial
Os testes do Super-X no MAST são mais uma etapa no projeto da usina de fusão do Reino Unido, o Spherical Tokamak for Energy Production (STEP), com funcionamento previsto para 2040.
O sucesso do “primeiro plasma” também vai ajudar no progresso do International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), um reator a fusão que está sendo construído desde 2013 no sul da França por um consórcio reunindo União Europeia, EUA, China, Índia, Japão, Coreia do Sul e Rússia. O tokamak, que pretende produzir energia em escala industrial, só deve começar a gerar reações de fusão em 2035.
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