“Sol artificial”: como a fusão nuclear poderá impactar o futuro energético?

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Você soube do projeto chinês de criar um “Sol artificial” aqui na Terra? Na realidade, a iniciativa está focada no desenvolvimento de novas tecnologias para a obtenção de energia limpa – uma vez que os modelos atuais, especialmente os baseados na queima de carvão, gás natural ou petróleo, precisam ser revistos, já que, além de a demanda energética não parar de aumentar, eles produzem um gigantesco volume de emissões.

Mais especificamente, a iniciativa chinesa consiste na construção de um reator de fusão nuclear – muito mais eficiente do que os de fissão nuclear em atividade atualmente no mundo – que gera o mesmo tipo de calor produzido pelo Sol e pode revolucionar a forma como se obtém energia no futuro.

Sol artificial?

Antes de falarmos mais sobre o reator, deixe a gente explicar que papo é esse de “Sol artificial”. Você já deve ter ouvido falar que a nossa estrela “funciona” a partir da queima do hidrogênio presente em seu núcleo, certo? O que ocorre é que, por conta da extrema pressão presente por lá, devido à altíssima força gravitacional, os átomos de hidrogênio se aproximam e colidem uns contra os outros, se fundindo em hélio – e liberando colossais quantidades de energia no processo, essa que é emitida pela estrela por todo o Sistema Solar e que permite que a vida exista na Terra.

Terra.

(Fonte: The Independent / Maximilian Stock Ltd/Science Photo Library / Reprodução)

Obviamente, replicar essas mesmas condições em um reator aqui no nosso planeta é um desafio e tanto, mas se trata de algo que faz algum tempo que cientistas de várias partes do mundo vêm tentando reproduzir. Para se ter ideia, a fusão nuclear produz pelo menos 4 milhões de vezes mais energia do que a que se conseguiria em usinas termelétricas com a queima do carvão, gás ou petróleo, e 4 vezes mais do que a gerada em usinas nucleares, que trabalham com a fissão nuclear.

Entretanto, os chineses conseguiram avanços importantes com relação à fusão nuclear e muitos outros países decidiram se unir ao esforço. O “Sol artificial” construído na China consiste em um reator em forma de rosquinha conhecido pela sigla EAST – de Experimental Advanced Superconducting Tokamak ou Tokamak Supercondutor Avançado Experimental em tradução livre – que se tornou o primeiro no mundo a proporcionar as condições necessárias para que a fusão nuclear pudesse acontecer.

Foi no EAST, aliás, que os cientistas conseguiram sustentar as reações de fusão por mais de 100 segundos – 102, para sermos mais exatos, o que é todo um recorde – e atingir temperaturas de 100 milhões de graus Célsius, equivalentes a 6 vezes a temperatura no núcleo do Sol. Impressionante, você não concorda? Pois, quando finalmente formos capazes de controlar e sustentar a fusão nuclear de forma eficiente, a promessa é que as reações se tornem fontes praticamente inesgotáveis de energia. E o mais importante: de energia limpa.

Onde a mágica acontece

Sobre o funcionamento dos Tokamak, como aqui no nosso planeta não temos como reproduzir a força gravitacional que existe no núcleo do Sol, isótopos de hidrogênio precisam ser expostos a temperaturas absurdas até se transformarem em um plasma e começarem a fundir seus átomos, liberando, com isso, energia. É preciso que exista uma grande quantidade de partículas, para garantir o maior número de colisões possível, assim como campos magnéticos poderosíssimos para se obter um tempo de confinamento elevado para que essas “trombadas” aconteçam cada vez mais depressa.

(Fonte: South China Morning Post / AFP / Chinese Academy of Sciences / Reprodução)

Essas reações todas ocorrem no interior de uma câmara a vácuo repleta de sensores e outros equipamentos. Suas paredes absorvem o calor produzido – que, por sua vez, é utilizado por uma central para gerar vapor e, então, produzir energia elétrica a partir de turbinas e alternadores. O bacana do processo é que, além de empregar materiais com níveis superbaixos de radiação e cujos subprodutos podem ser reutilizados nas próprias reações, ele não resulta em emissões de gases de efeito estufa e nem em rejeitos radioativos, como é o caso das usinas termelétricas e de fissão nuclear, e oferece menos riscos de acidentes.

Futuro energético

Hoje existem 18 reatores Tokamak em testes no mundo, incluindo esse famoso da China, e existe um projeto bilionário de cooperação internacional chamado International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) – ou Reator Termonuclear Experimental Internacional – que conta com a participação de 35 países, incluindo os EUA, Rússia, Índia, Coreia do Sul, Japão, China e a União Europeia. A expectativa é que esse reator produza temperaturas na ordem de 150 milhões de graus Célsius.

(Fonte: South China Morning Post / AFP / Chinese Academy of Sciences / Reprodução)

A iniciativa está focada na construção de um Tokamak no sul da França, na região de Provence, e que deverá incorporar tecnologias do EAST e de outros reatores de fusão nuclear para a realização de pesquisas. Ademais, existe outro centro em construção na província de Sichuan, na China, que será capaz de produzir temperaturas 13 vezes superiores às do núcleo do Sol – ou na ordem de 200 milhões de graus Célsius –, o que permitirá que as pesquisas relacionadas com a fusão nuclear avancem ainda mais.

(Fonte: ITER / Oak Ridge Leadership Computing Facility / Jamison Daniel / Reprodução)

Se tudo correr como esperado, a construção do reator em Sichuan deve ser concluída em 2021, bem como a do ITER, e o local deve iniciar os primeiros testes com plasma em 2025. E se os experimentos forem satisfatórios e a tecnologia progredir, a expectativa é de que em 2035 já seja possível construir um protótipo industrial – e que por volta de 2050 uma planta com capacidade para produzir energia em larga escala comercial entre em funcionamento.

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