Projeto vai custar € 430 mi e ficará pronto em 2014. Objetivo é provar que fusão nuclear pode produzir fonte constante de energia.
Num primeiro olhar, a impressão é que as partes que compõem o reator de pesquisa Wendelstein 7-X caíram do céu e se agruparam aleatoriamente – o aparelho não tem nada de simetria. Entre os objetos estão numerosos anéis de metal – com dois metros de diâmetro – que aparentemente sofreram danos numa possível queda. Mas, na verdade, cada curvatura foi feita propositalmente, esculpida milimetricamente.
Lutz Wegener é o supervisor técnico do reator em construção. Ele é responsável pelos cerca de 800 procedimentos necessários até a finalização, em 2014, do maior reator de pesquisa da Alemanha. O projeto visa recriar uma situação semelhante ao Sol e, assim, provar que a fusão nuclear pode criar uma fonte constante de energia.
E os anéis de metal têm um papel importante no conjunto. "Cada bobina magnética produz um campo magnético e todas as bobinas magnéticas em conjunto criam um tubo magnético tridimensional", explica Wegener. "Isto é o que mantém o plasma de fusão no lugar", complementa.
Condições excelentes O combustível para a fusão é o plasma, formado quando a mistura extremamente fina de gás hidrogênio é exposta à alta pressão e ao calor extremo. A subsequente fusão dos núcleos dos seus átomos libera partículas carregadas eletricamente.
De acordo com Robert Wolf, responsável pela otimização do reator Greifswald, o princípio da criação do plasma é simples: uma matéria é aquecida, passa do estado sólido ao líquido e, quando sofre mais aquecimento, o líquido se transforma em gás e, se é aquecida ainda mais, se transforma em plasma. O processo envolve dois isótopos de hidrogênio combinados – deutério e trítio – que leva à criação do gás hélio e libera um nêutron livre. Ao contrário de nêutrons "normais", um nêutron livre tem uma carga e é essa energia que pode ser transformada em eletricidade.
A boa notícia sobre esse processo é que a matéria-prima é infinita. O deutério pode ser facilmente retirado da água e o trítio é produzido a partir do lítio.
A fusão nuclear de apenas um grama das duas substâncias gera a mesma quantidade de energia equivalente a 11 toneladas de carvão – e cumpre a missão sem emissões de dióxido de carbono, que é prejudicial a longo prazo e tem risco de explosão.
Tecnologia complexa Há muitas armadilhas em potencial associadas ao esforço de recriar o Sol na forma de um reator – como, por exemplo, a temperatura inimaginável de 100 milhões de graus Celsius.
A maior preocupação dos operadores, no entanto, é a possibilidade do plasma entrar em contato com a parede externa do reator durante a fusão, provocando, assim, a parada do processo. Para impedir que isso aconteça, 70 bobinas magnéticas gigantes têm que criar uma gaiola magnética estável e, para isso, é necessário magnetos extremamente resistentes.
Com capacidade máxima, 100 toneladas de força magnética estarão concentradas numa estrutura de aço do tamanho de uma mão. Os magnetos são resfriados até -263°C com hélio líquido, viram supercondutores e permitem que eletricidade suficiente flua sem impedimento.
Essa é a única maneira de produzir eletricidade suficiente num espaço curto o bastante para obter o plasma aquecido a 100 milhões de graus Celsius.
Stellarator e tokamak Esse tipo de reator é conhecido como stellarator e lida com a fusão tokamak – que são os reatores mais usados por físicos até o momento por serem mais fáceis de construir.
Mas essa simplicidade tem seu lado negativo, diz Lutz Wegener. Reatores tokamak podem aquecer o plasma por 10 a 30 segundos. Até o mais avançado do tipo, que fica num instituto francês, é capaz de operar por curto espaço de tempo por vez.
Como lembra Robert Wolf, o fato de o mundo ainda não contar com uma instalação capaz de realizar fusão desfavorece as pesquisas. E mesmo que o projeto de 430 milhões de euros não forneça nenhuma energia, ele provará se a fusão nuclear permanente é possível ou não.
Fonte: Deutsche Welle