Conheça o primeiro reator do mundo que irá alimentar a Terra utilizando a mesma reação nuclear do Sol

A imagem mostra uma representação concetual do Reator Termonuclear Experimental Internacional (ITER), cujo objetivo é demonstrar a viabilidade industrial da energia de fusão nuclear.
A imagem mostra uma representação concetual do Reator Termonuclear Experimental Internacional (ITER), cujo objetivo é demonstrar a viabilidade industrial da energia de fusão nuclear. Direitos de autor ITER
De  Aisling Ní Chúláin
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Artigo publicado originalmente em inglês

Visitámos os bastidores do maior dispositivo de fusão nuclear do mundo, que tenta aproveitar a energia da mesma reação que alimenta o Sol e as estrelas.

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No coração da Provença, algumas das mentes científicas mais brilhantes do planeta estão a preparar o terreno para aquela que é considerada a maior e mais ambiciosa experiência científica do mundo.

"Estamos a construir, sem dúvida, a máquina mais complexa alguma vez concebida", confidenciou Laban Coblentz.

A tarefa é demonstrar a viabilidade de aproveitar a fusão nuclear - a mesma reação que alimenta o nosso Sol e as estrelas - a uma escala industrial.

Para isso, está a ser construída no sul de França a maior câmara de confinamento magnético do mundo, ou tokamak, para gerar energia líquida.

O acordo relativo ao projeto do Reator Termonuclear Experimental Internacional (ITER) foi formalmente assinado em 2006 pelos EUA, UE, Rússia, China, Índia e Coreia do Sul no Palácio do Eliseu, em Paris.

"Estamos a construir, sem dúvida, a máquina mais complexa alguma vez concebida"
Laban Coblentz
Diretor de comunicação do ITER

Atualmente, são mais de 30 os países que colaboram no esforço de construção do dispositivo experimental, projetado para pesar 23.000 toneladas e suportar temperaturas até 150 milhões de graus centígrados.

"De certa forma, isto é como um laboratório nacional, uma grande instalação de um instituto de investigação. Mas é a convergência dos laboratórios nacionais de 35 países", disse Coblentz, diretor de comunicação do ITER, à Euronews Next.

Como funciona a fusão nuclear?

A fusão nuclear é o processo pelo qual dois núcleos atómicos leves se fundem para formar um único núcleo mais pesado, gerando uma libertação maciça de energia.

No caso do núcleo do Sol, os átomos de hidrogénio são fundidos pela enorme pressão gravitacional.

Entretanto, aqui na Terra, estão a ser explorados dois métodos principais para gerar a fusão.

"Já deve ter ouvido falar no National Ignition Facility, nos EUA", explicou Coblentz. "Pegamos num pedaço muito, muito pequeno - do tamanho de um grão de pimenta - de duas formas de hidrogénio: deutério e trítio - e disparamos lasers sobre eles. 

O projeto ITER está centrado na segunda via possível: a fusão por confinamento magnético. "Neste caso, temos uma câmara muito grande, de 800 m³, e colocamos uma quantidade muito pequena de combustível - 2 a 3 g de combustível, deutério e trítio - e elevamo-la a 150 milhões de graus através de vários sistemas de aquecimento", disse Coblentz. "Esta é a temperatura a que a velocidade destas partículas é tão elevada que, em vez de se repelirem umas às outras com a sua carga positiva, se combinam e fundem. E, quando se fundem, libertam uma partícula alfa e um neutrão", acrescentou. 

No tokamak, as partículas carregadas são confinadas por um campo magnético, exceto os neutrões altamente energéticos que escapam e atingem a parede da câmara, transferindo o seu calor e aquecendo assim a água que corre atrás da parede.

Teoricamente, a energia seria aproveitada pelo vapor resultante que acionaria uma turbina.

"Este é, por assim dizer, o sucessor de uma longa linha de dispositivos de investigação", explicou Richard Pitts, chefe de secção da divisão científica do ITER.

Vantagens da fusão

As centrais nucleares existem desde os anos 50, explorando uma reação de cisão, em que o átomo se divide num reator, libertando uma enorme quantidade de energia no processo.

A cisão tem a clara vantagem de ser o método mais comprovado, existindo atualmente mais de 400 reatores de cisão nuclear em funcionamento em todo o mundo.

No entanto, embora os desastres nucleares tenham sido uma ocorrência rara na história, a fusão catastrófica do reator 4 em Chernobyl, em abril de 1986, é um lembrete potente de que nunca estão totalmente isentos de riscos.

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Além disso, os reatores de fissão também têm de se confrontar com a gestão segura de grandes quantidades de resíduos radioativos, que são normalmente enterrados em depósitos geológicos.

Em contrapartida, o ITER observa que uma central de fusão de escala semelhante produziria energia a partir de uma quantidade muito menor de produtos químicos, apenas alguns gramas de hidrogénio. "Os efeitos de segurança nem sequer são comparáveis", observou Coblentz.

Contratempos no projeto ITER

O desafio da fusão, sublinhou Coblentz, é que estes reatores nucleares continuam a ser extremamente difíceis de construir.

"Tenta-se levar algo até 150 milhões de graus. Tenta-se fazer com que tenha a escala necessária e assim por diante. É uma coisa difícil de fazer", disse.

O calendário original do projeto ITER estabelecia 2025 como data para o primeiro plasma, com a entrada em funcionamento total do sistema marcada para 2035.

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Mas os contratempos com os componentes e os atrasos relacionados com a covid-19 levaram a uma alteração do calendário de entrada em funcionamento do sistema e a um aumento do orçamento.

A estimativa inicial do custo do projeto era de cinco mil milhões de euros, mas aumentou para mais de 20 mil milhões de euros.

Um contratempo significativo envolveu desalinhamentos nas superfícies de soldadura de segmentos da câmara de vácuo fabricados na Coreia do Sul.

Coblentz disse que o projeto está atualmente empenhado num processo de reequacionamento, na esperança de se aproximar o mais possível do objetivo de 2035 para o início das operações de fusão.

Colaboração internacional

No que diz respeito às colaborações internacionais, o ITER é uma espécie de unicórnio na forma como tem resistido aos ventos contrários das tensões geopolíticas entre muitas das nações envolvidas no projeto.

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Coblentz atribuiu a relativa saúde do projeto ao facto de a fusão nuclear ser um sonho comum de várias gerações.

"É isso que une esta força. E é por isso que o projeto sobreviveu às sanções que a Europa e outros países impuseram à Rússia na atual situação com a Ucrânia", acrescentou.

Alterações climáticas e energias limpas

Dada a dimensão do desafio colocado pelas alterações climáticas, não é de admirar que os cientistas estejam a tentar encontrar uma fonte de energia sem carbono para alimentar o nosso mundo.

Mas o fornecimento abundante de energia de fusão ainda está muito longe e até o ITER admite que o seu projeto representa a resposta a longo prazo às preocupações energéticas.

Em resposta à ideia de que a fusão chegará demasiado tarde para ajudar a combater a crise climática de uma forma significativa, Coblentz afirmou que a energia de fusão poderá ter um papel a desempenhar num futuro mais longínquo.

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" E se o nível do mar subir ao ponto de começarmos a precisar do consumo de energia para deslocar as cidades? Se começarmos a ver desafios energéticos a essa escala, torna-se realmente óbvia a resposta à sua pergunta", afirmou.

"Quanto mais tempo esperarmos pela chegada da fusão, mais precisaremos dela. Por isso, o mais sensato é que chegue o mais rapidamente possível".

Editor de vídeo • Aisling Ní Chúláin

Outras fontes • Video Producer: Aisling Ní Chúláin, Océane Duboust

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