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Descubra os recordes e avanços em energia nuclear com os reatores ITER e WEST. Saiba como esses experimentos estão moldando o futuro da fusão nuclear e revolucionando a ciência
Quando estiver completamente montado e começarem os primeiros testes com plasma, o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) será o maior e mais avançado reator experimental de energia nuclear da Terra. Está sendo construído em Cadarache, uma pequena localidade no sul da França, por um consórcio internacional liderado pela Europa, no qual também participam, entre outros países, EUA, Rússia, China, Índia e Coreia do Sul.
Essa máquina extremamente complexa atrai todas as atenções há mais de uma década, mas não é de forma alguma o único reator experimental de fusão que vale a pena acompanhar. De fato, a alguns quilômetros do local onde o ITER está sendo construído, há outro reator experimental de fusão chamado WEST (‘W’ Environment in Steady-state Tokamak). Esta máquina é a verdadeira protagonista deste artigo. Um dado interessante: o ‘W’ de seu nome vem do símbolo usado para identificar um dos elementos químicos empregados em sua fabricação, o tungstênio.
O marco do WEST abre o caminho para o ITER
O papel do reator de fusão WEST dentro do programa internacional de fusão nuclear é essencialmente o mesmo que tinha o reator JET (Joint European Torus), alojado em Oxford (Inglaterra), ou o JT-60SA de Naka (Japão): testar e validar algumas das tecnologias que serão usadas no ITER. Em suma, esses reatores experimentais menores visam abrir caminho para o ITER, que será uma máquina muito maior. E também mais complexa e ambiciosa.
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O WEST está alojado em um complexo de pesquisa pertencente à Comissão Francesa de Energia Atômica (conhecida como CEA por sua denominação em francês), embora durante o experimento que vamos explorar, tenha sido operado por cientistas americanos pertencentes ao Laboratório de Física de Plasma da Universidade de Princeton, em Nova Jersey (EUA). O que esses pesquisadores conseguiram utilizando este tokamak francês é de fato um recorde: eles mantiveram um plasma a uma temperatura de 50 milhões de graus Celsius por nada menos que seis minutos e quatro segundos.
Pode parecer pouco tempo, mas não é. É muitíssimo. De fato, como antecipamos no título deste artigo, é um recorde no campo da energia de fusão. E é devido ao fato de que, por enquanto, não é nada fácil estabilizar o plasma e minimizar as perdas de energia que impedem sustentar a reação de fusão ao longo do tempo. Nos reatores experimentais de fusão nuclear, os cientistas confinam os núcleos de hidrogênio carregados utilizando um campo magnético.
O que acontece é que, por mais potente que seja esse campo, ele sempre tem um limite de intensidade e as partículas, quando se produzem, adquirem energias muito variadas. Algumas têm muita energia, e outras, no entanto, adquirem pouca energia. Os engenheiros dos reatores são capazes de conter a energia média, mas aquelas partículas que superam esse valor de energia têm a capacidade de escapar do campo magnético. O problema é que, se muitas partículas escaparem, muita energia se perde e não se pode sustentar a reação de fusão ao longo do tempo.
Felizmente, esse desafio pode ser resolvido modulando os campos magnéticos e aumentando o tamanho do plasma. Esta é a razão pela qual cada reator experimental é maior do que o anterior. Outro dado muito importante derivado deste experimento consiste no fato de que, para iniciar a reação, os técnicos injetaram 1,15 gigajoules de energia no tokamak, e este entregou 15% a mais como resultado da fusão dos núcleos de hidrogênio. O início dos testes com plasma no ITER está cada dia mais próximo, e esse resultado nos anima a esfregar as mãos. Se tudo correr bem, este promissor reator quebrará um recorde após o outro.
Imagem | CEA
Mais informações | Le Monde
