Ímãs superpoderosos podem ajudar na criação de reatores compactos e eficazes

Ímãs superpoderosos podem ajudar na criação de reatores compactos e eficazes

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 20 de Maio de 2021 às 07h30
Wikipedia Commons/Rswilcox

Na corrida pela criação de um reator de fusão mais compacto e funcional, duas empresas saíram na frente, a Commonwealth Fusion Systems (CFS), dos EUA, e a startup inglesa Tokamak Energy. Ambas apostam no desenvolvimento de ímãs potentes, capazes de conter o plasma resultante do aquecimento dos isótopos de hidrogênio e que podem ser usados na produção de eletricidade.

A CFS criou um ímã no formato da letra D que pesa dez toneladas e tem o tamanho de uma pessoa adulta. Uma fita eletromagnética de aproximadamente 300 quilômetros de extensão, feita com camadas de óxido de cobre e bário de terras raras, envolve a superfície do ímã. Ela é a grande estrela dessa composição, pois, ao ser resfriada a menos 253ºC, torna-se capaz de conduzir energia elétrica suficiente para abastecer uma cidade inteira.

Imã no formato da letra D da CFS (Imagem: Reprodução/CFS)

Um reator de fusão com 18 desses ímãs, colocados em um anel gigante, será instalado no estado de Massachusetts, nos EUA, nos próximos meses. “Fomos os primeiros a realmente obter esse ímã, indo além de um modelo em escala reduzida. Agora, estamos todos empenhados na construção de máquinas de fusão”, afirma o presidente da CFS, Bob Mumgaard.

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A Tokamak Energy também desenvolve a tecnologia para construir ímãs poderosos que trabalham em conjunto para geração de energia elétrica. Diferente do projeto da CFS, que pretende juntar ímãs com a forma da letra D, o reator de fusão da Tokamak terá o formato mais esférico, parecido com uma maçã.

Bobina do reator da Tokamak Energy (Imagem: Reprodução/Tokamak Energy)

"Será uma montagem de muitas bobinas gerando forças que estão interagindo e puxando umas às outras, formando um conjunto equilibrado. Isso tem que ser controlado ou as forças podem ficar desequilibradas", explica o executivo da empresa, Greg Brittles.

Segundo os pesquisadores, a potência total de força produzida por esses campos magnéticos poderia gerar muito mais energia elétrica do que a que é fornecida por reatores construídos com tecnologias mais antigas.

Como funcionam os reatores de fusão

Os reatores de fusão seguem o princípio de geração de energia encontrado no Sol. Da fusão entre átomos de hidrogênio, calor e pressão obtém-se o gás hélio. Resumidamente, durante esse processo de fusão, boa parte da massa do hidrogênio se transforma em calor, que pode ser aproveitado para a geração de energia elétrica com a vantagem de não produzir dióxido de carbono pelo caminho.

A fusão nuclear é um processo em que dois núcleos se combinam para formar um único núcleo, mais pesado. Ela só acontece quando os isótopos de hidrogênio são aquecidos a temperaturas próximas a 100.000.000ºC. Para se ter uma ideia dessa potência, a fusão de isótopos de hidrogênio produz uma quantidade de energia superior a dois milhões de vezes a energia liberada com a queima de um grama de carbono.

Plasma confinado dentro do reator de fusão (Imagem: Reprodução/Tokamak Energy)

O grande desafio dos reatores de fusão e de seus ímãs superpoderosos é conter o plasma resultante desse processo. Além disso, a energia gasta para ativar o campo magnético onde o plasma é confinado ainda é muito maior do que a energia obtida com a fusão dentro do reator.

Agora, os objetivos da Tokamak e da CFS passam por resolver esses problemas com as novas tecnologias de construção de ímãs mais eficientes, criando reatores menores, mais funcionais e comercialmente viáveis a médio e longo prazos.

Fonte: BBC

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