Ímãs superpoderosos podem ajudar na criação de reatores compactos e eficazes

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.

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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.

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.

Ideias parecidas

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.

"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.

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