Engenharia 360

Máquina de fusão nuclear alemã pode gerar energia limpa no futuro

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por Larissa Fereguetti
| 11/01/2017 | Atualizado em 04/12/2022 3 min

Máquina de fusão nuclear alemã pode gerar energia limpa no futuro

por Larissa Fereguetti | 11/01/2017 | Atualizado em 04/12/2022
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Parece assustador falar em fusão nuclear, mas a máquina alemã pretende reproduzir o processo de fusão que ocorre no Sol, sem radiação e produzindo energia limpa, diferente da fissão nuclear.

Na fissão nuclear um átomo é forçado a dividir-se em dois mais leves, gerando energia e também resíduos tóxicos e radioativos. Por outro lado, na fusão nuclear, dois átomos colidem propositalmente, formando um terceiro átomo mais pesado e liberando energia, sendo o átomo produzido não tóxico, normalmente.  A ideia de fusão nuclear não é nova, começou a ser desenvolvida em meados do século passado, mas só passou a ser produzida pelos alemães recentemente.

Imagem: ipp.mpg.de
Imagem: ipp.mpg.de

Wendelstein 7-X é o nome do reator alemão que promete reproduzir as reações que ocorrem no Sol. Como o objetivo é imitar a fusão que ocorre nas estrelas, o reator é chamado de “stellerator”. Ele possuir 16 metros de extensão em forma de anel, com 50 bobinas supercondutoras e o formato é proveniente de resultados de cálculos de otimização.

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Fora nove anos de construção do gerador e mais de um milhão de horas de montagem, finalizada em abril de 2014, quando começou a ser preparado para testes. As experiências começaram em dezembro de 2015 e os resultados foram publicados em um artigo da revista Nature em novembro de 2016.

Os átomos de gás que são fundidos se repelem porque apresentam carga elétrica de mesmo sinal, mas uma grande quantidade de calor força os átomos a se aproximarem, resultando em plasma. O plasma não é sólido nem líquido e é difícil encontrar uma forma de geração que sobreviva às altas condições de pressão promovidas pelo calor. Para isso, pensou-se em manter o gás e o plasma contidos por campos magnéticos, mantendo uma distância da superfície do gerador (para que ela sobreviva).

A diferença do Wendelstein 7-X para outros geradores é que ele utiliza campos magnéticos em 3D ao invés de 2D, de forma que não é necessário utilizar corrente elétrica e também provou ser mais estável. Para testar o gerador, os pesquisadores usaram uma luz fluorescente para delinear o trajeto de um elétron, verificando o campo magnético. Para otimização do campo magnético foram considerados sete critérios de funcionamento do gerador.

Imagem: ipp.mpg.de | gerador de energia
Imagem: ipp.mpg.de

Os primeiros testes com o reator demonstraram resultados promissores e conseguiram manter o plasma sobre controle com os campos magnéticos. Em 2015, os primeiros testes foram realizados com hélio, observado por meio de câmeras instaladas e dispositivos de medição, durando um décimo de segundo e atingindo uma temperatura próxima a um milhão de graus Celsius.

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A escolha inicial do hélio é porque ele é mais fácil de ionizar que o hidrogênio, o qual foi testado em fevereiro de 2016. Para novos testes, projetou-se a instalação de placas de carbono para proteger as paredes do recipiente de plasma, permitindo atingir maior potência, maiores temperaturas e descargas mais longas que um segundo.

A previsão é de que o Wendelstein 7-X comece a funcionar em 2019 e utilize o deutério (isótopo do hidrogênio e abundante no planeta). No caso do hidrogênio, por exemplo, 6g podem gerar energia suficiente para abastecer uma casa com 4 pessoas por pouco mais de 150 dias. Inicialmente, o reator só vai gerar energia suficiente para o seu funcionamento. O próximo passo é aumentar a eficiência dos reatores e, em alguns anos, produzir energia limpa em larga escala.


Fontes: Nature; IPP; Max-Plank-Gesellschaft; ME; Super; International Business TimesScience Alert.

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Larissa Fereguetti

Engenheira, com mestrado e doutorado. Fascinada por tecnologia, curiosidades sem sentido e cultura (in)útil. Viciada em livros, filmes, séries e chocolate. Acredita que o conhecimento é precioso e que o bom humor é uma ferramenta indispensável para a sobrevivência.

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