“Acreditamos que vai funcionar.” Essa frase, do vice-diretor do Centro de Fusão e Ciência de Plasma do Massachusetts Institute of Technology, o físico de plasma Martin Greenwald, resume os 7 artigos de pesquisadores de 12 instituições, publicados em uma edição especial do Journal of Plasma Physics, revelando a física por trás do reator de fusão nuclear SPARC, desenvolvido pelo MIT em parceria com a empresa Commonwealth Fusion Systems.
Há quase 1 século, cientistas tentam repetir a forma eficiente com que o Sol produz energia (fundindo um núcleo de deutério com um de trítio, produzindo átomos de hélio), e a conclusão sempre foi a de que o poder de fundir átomos estaria sempre a décadas de distância.
O SPARC vem substituir o Alcator C-Mod, também do MIT (um experimento em escala menor e semelhante a outros existentes), mas com poder de fusão duas vezes maior, equiparando-se ao tokamak International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), que está sendo construído por um consórcio internacional na França – porém, o reator americano tem apenas um quinto do tamanho do europeu.
Tokamak é uma transliteração de uma 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 do que o Sol e por isso ela precisa ser confinada por forças magnéticas, geradas por gigantescas bobinas eletromagnéticas resfriadas por hélio líquido.
Renderização do SPARC, um tokamak compacto para criar e confinar plasma e produzir energia de fusão líquida.Fonte: CFS/MIT-PSFC/T. Henderson
Os pesquisadores e técnicos do projeto SPARC estão trabalhando desde seu lançamento, em 2018, no desenvolvimento de ímãs supercondutores que permitissem o uso de sistemas de fusão em reatores menores. A física aplicada teve que ser refinada e ainda há muito a se pesquisar.
Energia limpa em 5 anos
“O SPARC tira proveito de uma nova tecnologia de eletroímã que usa os chamados supercondutores de alta temperatura, capazes de produzir um campo magnético muito mais potente. Como resultado, o plasma gerado é menor. Se pudermos superar os desafios de engenharia, essa máquina terá o desempenho previsto”, disse Greenwald.
A Commonwealth Fusion já anunciou que divulgará o local onde o SPARC será alocado em alguns meses. Segundo o grupo de trabalho, o dispositivo entrará em testes no início do ano que vem e espera-se que, até 2025, o reator esteja produzindo até 10 vezes mais energia do que consome.
Pelos planos do consórcio, uma usina geradora de eletricidade a fusão nuclear estaria em pleno funcionamento na próxima década (o ITER, em construção desde 2013, deve começar a produzir reações de fusão em 2035).
Aquecimento global
“O objetivo do SPARC é desenvolvermos a fusão nuclear a tempo de ajudar o combate ao aquecimento global. Estamos realmente concentrados em obter a energia de fusão o mais rapidamente possível”, disse um dos fundadores da Commonwealth Fusion, o físico nuclear Bob Mumgaard.
A fusão nuclear é um processo que implica unir átomos leves por meio de temperaturas de dezenas de milhões de graus, liberando energia – um processo que pode ser a resposta para a crise do clima provocada por um mundo que ainda depende da queima de combustíveis fósseis.
Seu combustível é o hidrogênio, mais abundante que o urânio usado em usinas de fissão nuclear (que geram mais radioatividade de resíduos). Porém, o desafio é construir um reator que seja capaz não apenas de criar, mas de controlar o plasma de fusão, uma nuvem de átomos tão ou mais quente que uma estrela.
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