Fusão nuclear: Japão revela maior reator de fusão do mundo!

O uso de fusão nuclear para gerar energia limpa acabou de dar um enorme passo em dezembro. Isto pois o Japão revelou que o maior reator de fusão do mundo está completo! O projeto, que começou em 2011 e a ser montado em 2013, é sediado em Naka, no norte de Tóquio.

Mais especificamente, no Instituto Nacional de Tecnologia e Ciência Quântica e Radiológica do Japão. Batizado de JT-60SA, o sistema é basicamente um Tokamak (um nome diferente para “reator de fusão”) em formato de rosquinha, medindo 13,7 x 15,4 m ou 6 andares de altura.

A qual contém bobinas de campo magnético para confinar partículas de plasma (gás ionizado superaquecido) para permitir condições ideais para fusão nuclear de átomos. Que é o processo quando 2 ou mais núcleos atômicos se juntam formando um átomo maior, mais pesado.

Este processo exige uma gigantesca quantidade de energia para ocorrer, e costuma liberar ainda mais energia do que consome. Cientistas e engenheiros vêm estudando o processo desde a década de 1950, e atualmente é uma das maiores apostas para geração de energia limpa.

Energia verde baseada no poder do Sol

Mas por que a fusão nuclear é limpa? Diferente do processo de fissão nuclear (em que um átomo é dividido) utilizado em usinas nucleares e bombas atômicas, a fusão não gera lixo radioativo. E é bem mais segura, pois o processo para quando o fluxo de combustível para.

Ou quando a fonte de energia é desligada. Curiosamente, o processo de fusão já faz parte do nosso dia-a-dia, pois ocorre naturalmente no Sol e em outras estrelas. No caso, núcleos de hidrogênio se fundem formando um núcleo de hélio, liberando luz e calor.

Dois componentes essenciais para a vida na Terra! Porém, dentro deste processo, existem também inúmeras reações individuais que variam de acordo com a massa da estrela. Além disso, a fusão nuclear é mais energeticamente eficiente que a fissão nuclear.

Por exemplo, a fusão de apenas 1 kg de deutério e trítio (isótopos de hidrogênio) gera 93,6 GWh. Sendo 4x mais eficiente do que a fissão de 1 kg de urânio-235. Não entendeu? Dito simples, isso significa que, com só 5kg de água do mar por hora, seria possível energizar o Brasil inteiro!

Projeto ITER

O reator de fusão nuclear JT-60SA em comparação com o reator ITER
O reator de fusão nuclear JT-60SA em comparação com o ITER (Imagem: ITER Organization)

Isso dá uma vantagem enorme à geração de energia por fusão, se comparada a fontes renováveis tradicionais. Como a solar e a eólica, por exemplo. Pois além de não serem capazes de gerar tanta energia, elas também sofrem com a chamada intermitência (inconstância).

Afinal, não é sempre que faz sol, e o mesmo vale para o vento. Atualmente, existem mais de 50 reatores de fusão nuclear no mundo segundo a Agência Internacional de Energia Atômica. O JT-60SA é apenas um deles, e parte de um projeto maior chamado ITER.

Um acrônimo para “International Thermonuclear Experimental Reactor” (reator termonuclear experimental internacional). Um projeto colaborativo entre 35 nações para criar o maior reator de fusão do mundo, maior do que o JT-60SA criado em parceria entre Japão e União Europeia.

O reator ITER deve pesar 23 mil toneladas, mais de 8x o peso do reator japonês (2,6 mil toneladas). Ademais, deve medir 30 x 30 m e aguentar um volume de 830 m3 de plasma. Ou cerca de 6,38x mais plasma do que o JT-60SA, com volume de apenas 130 m3.

Este reator de fusão nuclear utilizará hidrogênio e deutério aquecidos a 100 milhões °C para produzir reações de fusão. Em abril de 2022, o ITER já estava 85% completo, porém houve atrasos em 2023. Os testes deveriam começar em 2025, mas haverá um novo agendamento.

Quando a fusão nuclear se tornará comercialmente viável?

A expectativa é de que o ITER atinja testes de fusão completos em 2035. Entretanto, o primeiro reator de fusão para uso comercial em larga escala deve chegar apenas em 2050. Pois é, uma das grandes desvantagens da tecnologia é que ela ainda está em estágio inicial.

Além disso, o custo total estimado do ITER é de 20 bilhões de euros (ou R$ 106,99 bilhões). Então, também é bastante caro construir um reator de fusão nuclear. Apesar disso, seu desenvolvimento ainda deve trazer muitos avanços científicos.

O JT-60SA serve como um “protótipo” ou “simulação” para o ITER. Segundo um dos líderes do projeto, chamado Sam Davis, o reator japonês “nos trará mais perto da energia de fusão”. Quem sabe, num futuro não tão distante, talvez cada país tenha um energizando todo o território?

Inclusive, vale lembrar que o Brasil também conta com um tokamak próprio. Chamado de ETE (Experimento Tokamak Esférico), a máquina foi desenvolvida pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) em cooperação com a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).

Encerramento

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