Reator de Fusão Nuclear - Tokamak - ITER

POR Pedro Coelho

Publicado: sexta-feira, 10 de maio de 2013

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ITER (Internacional Thermonuclear Experimental Reactor) que em português significa “Experimento Internacional de Reatores Termonucleares”, é um projeto baseado na tecnologia do reator “Tokamak” para obtenção de energia através da fusão termonuclear do hidrogênio.

Interior do Tokamak

Tokamak (sigla em russo que significa câmara magnética toroidal) é um reator que é baseado no conceito de confinamento magnético, no qual um plasma é contido numa câmara de vácuo em forma de donut , que é alimentada por uma mistura combustível de deutério e trítio (2 isótopos do hidrogênio) , que é aquecida por um campo magnético, a temperaturas que ultrapassam 150 milhões ° C , com isso, ocorre a fusão do Hidrogênio, gerando energia na formação de um plasma quente, que é mantido longe das paredes do Tokamak, devido a um intenso campo magnético, que é produzido por um conjunto de bobinas supercondutoras, que estão espaçadas em torno do eixo secundário do Tokamak.

A energia produzida nesse processo é usada para transforma água liquida em vapor , e esse vapor gerado é usado para mover uma turbina e gerar energia elétrica.

²₁H + ³₁H → ⁴₂He + ¹₀n.

Reação da fusão Nuclear dos isótopos de hidrogênio deutério e trítio resultando em Helio e em nêutron

Um pouco mais sobre o Tokamak

O Tokamak foi inventado na década de 50 pelos cientistas russos Igor Tamm e Andrei Sakharov , mas devido aos estudos de fusão nuclear terem ficado meio parado no tempo, Os reatores de fissão nuclear (que são reatores onde ocorre a quebra de átomos de urânio ou plutônio para se gerar uma grande quantidade de energia) evoluíram de tal modo, que hoje praticamente todas as usinas nucleares , são usinas de fissão nuclear.

Primeiro dispositivo tokamak do mundo: o russo T1 Tokamak no Instituto Kurchatov em Moscou. Foi o primeiro dispositivo para utilizar um revestimento de aço inoxidável dentro de uma câmara de vácuo de cobre.

Diferentemente dos reatores de fissão nuclear , o tokamak não gera resíduos radioativos que nem os reatores fissão , com isso, a energia gerada pelo tokamak é limpa.

Os estudos referentes ao tokamak ganharam força no final da decada de 80 , E em 1991 , Cientistas do laboratório de pesquisas JET(Joint European Torus) produziram as primeiras gotas de energia de fusão. Esse marco histórico foi obtido pelo maior e mais importante tokamak em operação do laboratório de pesquisas JET. Esse tokamak do laboratorio JET garantiu uma potência de 1,7 megawatt durante pelo menos 2 segundos. Algo que pode parecer pouco, Mas para uma experiência científica é tempo de sobra, pois vale lembrar que em uma bomba de hidrogênio, todas as reações necessárias à explosão ocorrem em milionésimos de segundo. Além disso, o objetivo da experiência era justamente demonstrar que a fusão controlada de deutério era possível.

Atualmente, há dezenas de tokamaks sendo estudados no mundo inteiro. Sendo que esses estudos vem otimizando os tokamaks ano após ano . E em questão de décadas, os tokamaks podem começar a ocupar o lugar dos reatores de fissão nuclear.

Tokamak Sul Coreano

Vantagens e Desvantagens da Fusão Nuclear

A fusão nuclear é um processo onde núcleos atômicos leves se unem para formar um núcleo mais pesado, liberando uma quantidade significativa de energia. Entre as vantagens, destaca-se a sustentabilidade, pois não produz resíduos radioativos de longo prazo e tem um fornecimento abundante de combustível, como o deutério presente na água do mar.

Além disso, a fusão nuclear não apresenta grandes riscos de explosão e tem potencial para ser uma fonte de energia limpa e sustentável. Contudo, há desvantagens significativas, como a necessidade de condições extremas de temperatura e pressão para ocorrer, a tecnologia ainda em desenvolvimento e os altos custos de pesquisa e construção.

A previsão para a produção do primeiro reator de fusão nuclear em larga escala é apenas para 2050, o que indica que ainda há um caminho considerável a ser percorrido até que essa tecnologia possa ser utilizada de forma prática e econômica.

Fusão nuclear no Brasil

A fusão nuclear representa uma promessa revolucionária para a transição energética global, e o Brasil não está alheio a essa tendência. Com a recente conquista de cientistas americanos que conseguiram produzir mais energia do que a empregada em um experimento de fusão nuclear, a comunidade científica internacional, incluindo o Brasil, vê um futuro promissor para essa fonte de energia limpa e quase ilimitada.

No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear propôs um Programa Nacional de Fusão Nuclear, refletindo o compromisso do país com o avanço da ciência e tecnologia nucleares. A fusão nuclear, ao contrário da fissão, não deixa resíduos radioativos de longa duração e tem um impacto ambiental significativamente menor, o que a torna uma alternativa atraente diante da crise climática e da necessidade de abandonar os combustíveis fósseis.

Embora ainda existam desafios técnicos e econômicos a serem superados, o desenvolvimento da fusão nuclear no Brasil pode contribuir para um futuro energético mais sustentável e seguro.

Referências

• http://web.if.usp.br/ifusp/node/694 (Acessado em 09/05/2013 as 12:49)
• http://www.iter.org/mach (Acessado em 09/05/2013 as 12:52)
• http://super.abril.com.br/ciencia/como-fabricar-estrela-fusao-nuclear-promessa-alternativa-energetica-441126.shtml (Acessado em 09/05/2013 as 13:13)
• http://science.howstuffworks.com/fusion-reactor3.htm (Acessado em 09/05/2013 as 13:43)
• http://www.iter.org/sci/beyondite (Acessado em 09/05/2013 as 14:26)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)