Itália e Rússia construirão reator de fusão nuclear

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/05/2010

Visão externa do reator de fusão Ignitor, que será construído na Itália e instalado no Instituto Kurchatov, próximo a Moscou.
[Imagem: Bruno Coppi]

Rússia e Itália assinaram um acordo para construir um reator de fusão nuclear nas proximidades de Moscou.

Baseado em uma tecnologia alegadamente mais simples, os cientistas acreditam que este poderá ser o primeiro reator a atingir a ignição, o ponto onde uma reação de fusão nuclear se torna autossustentável, dispensando uma entrada constante de energia.

Ignitor

O projeto do reator de fusão, batizado de Ignitor, nasceu com os trabalhos do Dr. Bruno Coppi, professor do MIT (Massachusetts Institute of Technology), que será o coordenador científico do projeto.

O conceito para o novo reator baseia-se em décadas de experiência com o programa sobre fusão chamado Alcator, também iniciado por Coppi no MIT.

Em sua versão atual - chamada Alcator C-Mod - o reator experimental possui o maior campo magnético e a maior pressão do plasma dentre todos os aparatos que buscam a fusão nuclear - duas das mais importantes medidas de desempenho da fusão nuclear magnética.

Como acontece a fusão nuclear

O ingrediente-chave em todos os experimentos de fusão nuclear é o plasma, uma espécie de gás quente composto de partículas eletricamente carregadas, como núcleos atômicos e elétrons.

Nos reatores de fusão, núcleos atômicos - normalmente isótopos de hidrogênio chamados deutério e trício - são prensados através de uma combinação de calor e pressão para superar a sua repulsão eletrostática natural. Quando os núcleos se unem, ou se fundem, eles liberam quantidades prodigiosas de energia.

Ignitor e ITER

O Ignitor terá aproximadamente o dobro do tamanho do Alcator C-Mod, com uma câmara principal em forma de anel com 1,3 metro de diâmetro.

Ele será muito menor e mais barato do que o projeto internacional de fusão ITER, atualmente em construção em França e que terá uma câmara de plasma de 6,2 metros de diâmetro.

Embora originalmente concebido para atingir a ignição, o projeto do reator ITER sofreu uma redução de escala, e agora muitos físicos acreditam que ele nunca poderá alcançar esse patamar.

O reator Ignitor, segundo Coppi, será "uma máquina muito compacta e de baixo custo" e, ao contrário, do ITER poderá estar pronto para começar a funcionar dentro de poucos anos.

Mas Coppi assegura que não haverá competição entre o Ignitor e o ITER porque os projetos são complementares. Ele cita que Evgeny Velikhov, presidente do Instituto Kurchatov, em Moscou, onde o Ignitor será instalado, é também membro do conselho do ITER. Os equipamentos para o novo reator de fusão serão fabricados na Itália e instalados no Instituto Kurchatov.

Reator de fusão

Visão interna do reator Ignitor, mostrando a cavidade em formato de anel onde o plasma ficará confinado por campos magnéticos extremamente fortes. A fusão nuclear deverá ocorrer no interior desse plasma.
[Imagem: Bruno Coppi]

O design do Ignitor é baseado em uma combinação particularmente eficaz de fatores que os cientistas descobriram inesperadamente durante os muitos anos de funcionamento do programa Alcator, e que mais tarde foi confirmada em experiências em outros reatores.

Juntos, esses fatores geram um confinamento do plasma com grande eficiência e um elevado grau de pureza - impurezas nos gases quentes podem se tornar uma grande fonte de ineficiência.

O novo design visa preservar essas características para produzir a mais alta densidade de corrente de plasma já obtida - a quantidade de corrente elétrica em uma determinada área do plasma.

Segundo Coppi, projeto também contém as estruturas adicionais necessárias para produzir e confinar os plasmas de fusão, a fim de criar as condições necessárias para a ignição.

Fusão nas estrelas

Hoje se imagina que os reatores de fusão nuclear poderão representar uma importante fonte de energia não-poluente no futuro - mas a maioria dos cientistas concorda em que esse futuro não será menor do que 20 anos.

Mas o Dr. Coppi lembra que, quando o programa Alcator de fusão nuclear começou, nos anos 1970, ele tinha poucas pretensões na área energética: "Ele foi construído para simular as estrelas de raios X que nós conhecíamos na época."

As estrelas são formadas de plasma e alimentadas por fusão nuclear, e a única forma de estudar seu comportamento em nível atômico em detalhes é através de experimentos no interior de reatores de fusão, explica Coppi, cujas pesquisas eram todas na áreas de astrofísica - hoje elas são compartilhadas entre astrofísica e energia.

E ele permanece especialmente interessado no potencial do novo reator para fazer novas descobertas sobre a física fundamental. "Sempre que você faz experimentos em um regime desconhecido, você irá encontrar algo novo," diz ele. Os resultados da nova máquina, sugere ele, "terão um forte impacto na astrofísica."

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