Reator de fusão nuclear compacta 'tem grandes chances de funcionar', sugerem estudos

Construção, prevista para iniciar em 2021, deve ser concluída em até quatro anos, afirmam cientistas

Henry Fountain
The New York Times

Cientistas que estão desenvolvendo uma versão compacta de um reator de fusão nuclear demonstraram em uma série de estudos que ele deve funcionar, renovando a esperança de que a meta de emular como o sol produz energia, que durante muito tempo pareceu inatingível, possa ser alcançada e, com o tempo, contribuir para o combate à mudança climática.

A construção de um reator chamado Sparc, que está sendo desenvolvido por pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e uma empresa nascida do instituto, a Commonwealth Fusion Systems, está prevista para começar na próxima primavera do hemisfério norte e deve levar de três a quatro anos, disseram cientistas e representantes da empresa.

Embora ainda restem muitos desafios importantes, a empresa disse que a construção do reator será seguida por testes e, se estes forem bem-sucedidos, a construção de uma usina que poderá usar energia de fusão para gerar eletricidade, começando a funcionar na próxima década.

Esse cronograma ambicioso é muito mais acelerado que o do maior projeto mundial de energia por fusão, um esforço multinacional empreendido no sul da França e chamado Iter (Reator Termonuclear Experimental Internacional). Esse reator está em construção desde 2013 e, embora não seja projetado para gerar eletricidade, a expectativa é que produza uma reação de fusão até 2035.

Bob Mumgaard, executivo-chefe da Commonwealth Fusion e um dos fundadores da empresa, disse que um dos objetivos do projeto Sparc é desenvolver a fusão a tempo de ela contribuir para mitigar o aquecimento global.

“Estamos realmente focados sobre como obter energia por fusão no menor prazo possível”, ele disse.

A fusão, na qual átomos leves são reunidos a temperaturas de dezenas de milhões de graus para liberar energia, vem sendo proposta como uma maneira de o mundo lidar com as consequências para a mudança climática da geração de eletricidade.

Como uma usina nuclear convencional por fissão, que cinde átomos, uma usina de fusão não queimaria combustíveis fósseis e não geraria emissões de gases estufa. Mas seu combustível, normalmente isótopos de hidrogênio, seria muito mais abundante que o urânio usado na maioria das usinas nucleares, e a fusão geraria menos radiatividade e seria menos perigosa, além de produzir menos resíduos, que as usinas de fissão.

Contudo, os obstáculos para a construção de uma máquina capaz de criar e controlar um plasma de fusão –uma nuvem de átomos turbulenta e ultraquente que vai danificar ou destruir qualquer coisa com que entre em contato— são enormes.

Alguns cientistas que trabalham há décadas com energia de fusão dizem que, embora encarem as perspectivas do Sparc com entusiasmo, o cronograma talvez seja pouco realista.

“A leitura destes artigos me dá a impressão de que eles terão o plasma de fusão termonuclear controlada com que todos sonhamos”, comentou Cary Forest, físico da Universidade do Wisconsin que não está envolvido no projeto. “Mas, se eu tivesse que estimar quanto tempo vão levar, multiplicaria a estimativa deles por dois, como faço com todos meus pós-graduandos quando eles me dizem quanto tempo alguma coisa vai levar.”

O Sparc será muito menor que o Iter –mais ou menos do tamanho de uma quadra de tênis, comparado a um campo de futebol, disse Mumgaard— e custará muito menos que o esforço internacional, cujo custo é estimado oficialmente em US$ 22 bilhões (R$ 123,55 bilhões), mas pode acabar sendo muito mais alto. A Commonwealth Fusion, que foi fundada em 2018 e tem cerca de 100 funcionários, levantou US$ 200 milhões (R$ 1,123 bilhão) até agora, segundo informou.

Desde que os experimentos com fusão começaram, quase um século atrás, a promessa de uma máquina prática de fusão capaz de produzir mais energia do que consome ainda não se concretizou. A energia de fusão sempre pareceu estar distante “apenas décadas” no futuro.

É possível que isso também acabe ocorrendo agora. Mas, em sete artigos revistos por pares e publicados na terça-feira (29) em edição especial do The Journal of Plasma Physics, pesquisadores apresentaram as evidências de que o Sparc vai funcionar e pode produzir até dez vezes mais energia do que vai consumir.

Martin Greenwald, vice-diretor do Centro de Ciência de Plasma e Fusão do MIT e um dos cientistas líderes do projeto, disse que as pesquisas “confirmam que o dispositivo sobre o qual estamos trabalhando tem grande probabilidade de funcionar”.

Greenwald é um dos fundadores da Commonwealth Fusion, mas não tem vínculos atuais com a empresa.

O Sparc utiliza o mesmo tipo de dispositivo que o Iter: um tokamak, ou câmara em formato de donut em cujo interior ocorre a reação de fusão. Como a nuvem de plasma é tão quente –mais quente que o sol–, ela precisa ser confinada por forças magnéticas.

O Iter faz isso com enormes bobinas eletromagnéticas que contêm fios supercondutores que precisam ser esfriados com hélio líquido.

O Sparc aproveita uma tecnologia eletromagnética mais nova que utiliza chamados supercondutores de alta temperatura, capazes de produzir um campo magnético muito mais elevado, disse Greenwald. Graças a isso, o plasma é muito menor.

Os artigos mostram que “esse caminho de campo elevado ainda parece viável”, disse Greenwald. “Se conseguirmos superar os desafios de engenharia, esta máquina vai funcionar como estamos prevendo.”

A Commonwealth Fusion disse que vai anunciar um local para a construção do Sparc dentro de alguns meses.

Ela é apenas uma entre várias empresas que estão trabalhando para desenvolver e comercializar a energia de fusão em parceria com instituições de pesquisas, financiadas por centenas de milhões de dólares de capitais de investimento.

Tradução de Clara Allain

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