A revolucionária máquina de fusão nuclear da Alemanha está prestes a ser ligada

Por , em 4.11.2015

Por mais de 60 anos, os cientistas têm sonhado com uma fonte de energia limpa e inesgotável na forma de fusão nuclear. E eles ainda estão sonhando. Mas, graças aos esforços do Instituto Max Planck de Física de Plasma, os especialistas esperam que isso possa mudar em breve. Como informa o jornal “Business Insider”, no ano passado, depois de 1,1 milhão de horas de construção, o instituto concluiu a maior máquina de fusão nuclear do mundo de seu tipo, chamado de stellarator.

Fusão nuclear: equipe alcança grande avanço na área

Os cientistas chamam o aparelho de 16 metros de largura de Wendelstein 7-X (W7-X). E após mais de um ano de testes, os engenheiros estão finalmente prontos para ligar a máquina de US$ 1,1 bilhãopela primeira vez – e isso poderia acontecer antes do final deste mês, relatou a revista “Science”.

Stellarators são notoriamente difíceis de construir. O vídeo abaixo demonstra a construção da W7-X, que levou 19 anos para ficar pronta (a narração é em inglês, mas, para quem não entende, as imagens já são impressionantes o suficiente):

Marco histórico

Entre 2003 e 2007, enquanto o projeto estava sendo construído, ele sofreu alguns grandes contratempos – incluindo um de seus fabricantes ter saído do negócio – que quase cancelaram todo o empreendimento. Pouquíssimos stellarators já tiveram sua construção iniciada e menos ainda foram concluídos.

Por comparação, o primo mais popular do stellarator, chamado tokamak, é mais usado. Há mais de 30 tokamaks operacionais em todo o mundo, e mais de 200 construídos ao longo da história. Estas máquinas são mais fáceis de construir e, no passado, provaram fazer o trabalho de um reator nuclear melhor do que o stellarator.

Mas os tokamaks tem uma grande falha a que o W7-X é declaradamente imune, sugerindo que a mais recente máquina-monstro da Alemanha poderia ser um divisor de águas.

Como funciona uma máquina de fusão nuclear

A chave para um reactor nuclear bem sucedido de qualquer tipo é gerar, limitar e controlar uma bolha de material super-aquecido, chamado plasma – um gás que tenha atingido temperaturas de mais de 100 milhões de graus Celsius.

A estas temperaturas incandescentes, os elétrons são arrancados de seus átomos, formando o que são chamados de íons. Sob estas condições extremas, as forças repulsivas, que normalmente fazem com que os íons saltem uns contra os outros como carrinhos bate-bate, são superadas.

Incrível chuva de plasma do sol é filmada em detalhes: vídeo

Consequentemente, quando os íons colidem, eles se fundem, gerando energia, e você tem o que é chamado de fusão nuclear. Este é o processo que tem alimentado o nosso sol por cerca de 4,5 bilhões de anos e continuará a fazê-lo por mais cerca de 4 bilhões de anos.

Uma vez que os engenheiros aqueçam o gás no reator à temperatura certa, utilizam bobinas magnéticas super-refrigeradas para gerar campos magnéticos intensos que contêm e controlam o plasma. O W7-X, por exemplo, abriga 50 serpentinas magnéticas de 5,4 toneladas, mostradas em roxo no GIF abaixo. O plasma está no interior da bobina vermelha:

A diferença entre tokamaks e stellarators

Durante anos, tokamaks foram consideradas as máquinas mais promissoras para o aproveitamento da energia do sol, porque a configuração das suas bobinas magnéticas contém um plasma que é melhor do que a dos stellarators que operam atualmente.

Mas há um problema: os tokamaks só podem controlar o plasma em rajadas curtas que não duram mais de 7 minutos. E a energia necessária para gerar aquele plasma é maior do que a energia que os engenheiros obtêm destas rajadas periódicas.

Os tokamaks, portanto, consomem mais energia do que produzem, o que não é o esperado de reatores de fusão nuclear, que têm sido apontados como a “fonte de energia mais importante do próximo milênio”, como afirmou Terry Slavin em sua coluna no Observer, do jornal “The Guardian”.

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

Por causa do design dos stellarators, os especialistas suspeitam que ele poderia sustentar o plasma durante pelo menos 30 minutos a uma hora, o que é significativamente mais do que qualquer tokamak. O tokamak francês Tore Supra detém o recorde: 6 minutos e 30 segundos.

Se W7-X for bem-sucedido, ele poderia transformar completamente a comunidade da fusão nuclear e lançar os stellarators na centro das atenções. “O mundo está esperando para ver se obtemos o tempo de confinamento e depois o prendemos por um longo pulso”, declarou à “Science” David Gates, o chefe da física do stellarator no Laboratório de Física de Princeton Plasma. [Science, Business Insider, Science Alert]

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2 comentários

  • Robert Web Master:

    1,1 milhão de horas de construção dão mais de 125 anos, tem algum erro ai…

    • Marcelo Ribeiro:

      Horas humanas, não horas corridas totais. 100 pessoas fazendo 8 horas por dia resulta em 800 horas em um dia, por exemplo.

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