Este reator de fusão nuclear pode ser a melhor fonte de eletricidade limpa

Por , em 15.10.2014

A energia de um reator de fusão nuclear quase parece boa demais para ser verdade – zero emissões de gases de efeito estufa, resíduos radioativos que não duram muito, uma fonte de combustível quase ilimitada. Talvez o maior obstáculo à adoção da energia de fusão nuclear é que esses projetos não são baratos o suficiente para superar os sistemas que utilizam combustíveis fósseis, como o carvão e o gás natural.

Engenheiros da Universidade de Washington, nos EUA, estão tentando mudar esse panorama. Eles criaram um conceito para um reator de fusão que, quando ampliado para o tamanho de uma grande usina de energia elétrica, rivaliza com os custos de uma nova usina a carvão com potência elétrica similar.

A equipe publicou sua concepção do reator e a análise de custos no ano passado e vai apresentar os resultados no dia 17 de outubro na Conferência de Energia de Fusão da Agência Internacional de Energia Atômica, em São Petersburgo, na Rússia. “Neste momento, este projeto tem o maior potencial de produção de energia de fusão de forma econômica do que qualquer outro conceito atual”, disse Thomas Jarboe, professor de aeronáutica e astronáutica e professor adjunto de física na Universidade de Washington.

O reator, chamado Dynomak, começou como um projeto de classe ensinado por Jarboe há dois anos. Após a aula, Jarboe e o doutorando Derek Sutherland – que já trabalhou em um projeto de reator no Instituto de Tecnologia de Massachusetts – continuaram a desenvolver e refinar o conceito.

A concepção baseia-se na tecnologia existente e cria um campo magnético no interior de um espaço fechado para conter o plasma no local tempo suficiente para que ocorra a fusão, permitindo que o plasma quente reaja e queime. O reator em si seria em grande parte autossustentável, o que significa que aqueceria continuamente o plasma para manter as condições termonucleares. O calor gerado a partir do reator aqueceria um fluido de arrefecimento utilizado para girar uma turbina e produzir eletricidade, semelhante à forma como um reator de potência típica funciona.

Existem várias maneiras de criar um campo magnético, o que é crucial para manter um reator de fusão funcionando. O desenho do novo projeto é conhecido como um Spheromak, o que significa que ele gera a maioria dos campos magnéticos de correntes elétricas de condução no próprio plasma. Isto reduz a quantidade de material necessário e, na verdade, permite aos investigadores diminuir o tamanho global do reator.

Outros projetos precisam ser muito maiores do que o tamanho do reator desenvolvido pela Universidade de Washington, porque dependem de bobinas supercondutoras que circundam em torno do exterior do dispositivo para fornecer um campo magnético semelhante. Quando comparado com outros conceitos de reatores de fusão, o novo é muito mais barato e possui uma produção maior de energia.

Os pesquisadores simularam o custo de construção de uma usina de energia baseada em um reator de fusão usando esta concepção e compararam com a construção de uma usina de carvão. Eles usaram uma métrica chamada “Overnight Capital Cost” que inclui todos os custos, particularmente as taxas de infraestrutura de inicialização. A central elétrica de fusão produzindo 1 gigawatt (1 bilhão de watts) de potência custaria 2,7 bilhões de dólares (cerca de R$ 6,55 mi), enquanto uma usina de carvão de mesma potência custaria 2,8 bilhões de dólares.

Por enquanto, o conceito tem cerca de um décimo do tamanho e potência de um produto final, que ainda está a anos de distância. Os pesquisadores testaram com sucesso a capacidade do protótipo de sustentar um plasma de forma eficiente, e à medida que continuarem a desenvolver e expandir o tamanho do dispositivo, podem aumentar para um plasma de alta temperatura e obter uma saída de energia de fusão significativa. [Phys]

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