O reator experimental de fusão nuclear JT-60SA é uma parada essencial no caminho para o ITER (Reator Experimental Termonuclear Internacional), o enorme reator de fusão que está sendo construído por um consórcio internacional liderado pela Europa em Cadarache (França). Assim como este último, o dispositivo JT-60SA é um reator tokamak fusão através de confinamento magnético, embora não esteja hospedada na Europa; Ele mora em Naka, uma pequena cidade não muito longe de Tóquio (Japão).
A sua construção começou em janeiro de 2013, mas não foi feita do zero; Fê-lo tendo como ponto de partida o reator JT-60, seu precursor, uma máquina que entrou em operação em 1985 e que há mais de três décadas alcançou marcos muito importantes no campo da energia de fusão. A montagem do JT-60SA foi concluída no início de 2020, e a intenção dos cientistas envolvidos no seu desenvolvimento era iniciar os testes de plasma o mais rápido possível.
Uma observação importante: no comissionamento e operação do reator JT-60SA, a Europa e o Japão andam de mãos dadas. É um projeto conjunto que visa, em última análise, realizar experiências com capacidade de entregar conhecimentos muito valiosos para que ITER dá frutos. Esta é precisamente a importância da máquina Naka. E, felizmente, até agora esta colaboração está a cumprir o itinerário traçado a tempo. O novo marco alcançado pelos técnicos europeus e japoneses corrobora isso.
O primeiro plasma está aqui
Durante os últimos meses o reator experimental JT-60SA nos proporcionou diversas alegrias. O mais recente de todos, e provavelmente também o mais importante, chegou no início de agosto passado. E os engenheiros que trabalharam no desenvolvimento desta máquina conseguiram resfriar com sucesso o motor magnético do reator. E não foi fácil porque as temperaturas que devem ser atingidas para que os ímãs e o solenóide central dos reatores de fusão adquiram supercondutividade são extremamente baixas.
O primeiro teste com plasma no reator JT-60SA foi um sucesso, o que abre as portas para a primeira fase de experimentação
Se nos atermos ao reator JT-60SA, a temperatura de trabalho das bobinas é de 5,15 kelvin (-268 ºC); a do solenóide central 17,15 Kelvin (-256 ºC); e, por fim, a das 18 bobinas de campo toroidal e das 6 bobinas de estabilização de 9,15 kelvin (-264 ºC). O próximo passo que precisava ser dado também era muito importante porque exigia a partida do reator para realizar o primeiro teste de plasma. Este teste crucial foi realizado há poucos dias pelos engenheiros que operam o reator e, felizmente, foi um sucesso. Nas próximas semanas continuarão a estudar os resultados obtidos e a fazer mais testes, mas este primeiro ensaio correu bem. Seja como for, tornarão pública a sua análise final no dia 1 de dezembro.
Este marco abre as portas para a primeira fase de experimentação com o reator JT-60SA, que visa demonstrar que os ímãs supercondutores responsáveis por confinar o plasma em temperaturas muito altas se comportam de forma estável quando alimentados com uma corrente muito alta. Durante esta fase os investigadores irão também realizar outras verificações fundamentais, entre as quais podemos destacar a monitorização da forma do plasma e a análise das impurezas que se acumulam no núcleo do reator.
De uma forma muito ampla, a próxima fase visa estudar o comportamento do plasma, pelo que será muito importante determinar se as estratégias de estabilização que serão implementadas no ITER são adequadas. Quando estiver totalmente operacional, o reator JT-60SA será capaz de sustentar um plasma de núcleos de deutério por um período de 100 s usando uma corrente máxima de 5,5 MA. O ITER será maior que o JT-60SA, o que em teoria permitirá reduzir a perda de energia no núcleo do reator e contribuirá para a estabilização do plasma.
A quinta fase de experimentação procura mitigar os possíveis riscos derivados do funcionamento do ITER
A terceira fase experimental do reactor de fusão Naka tentará recriar condições de trabalho tão semelhantes quanto possível às do ITER, a fim de prever com precisão como o plasma se comportará no reactor experimental em Cadarache (França). Esta fase é semelhante à anterior, mas agora os investigadores vão monitorizar parâmetros muito específicos que determinam o comportamento do plasma, como, por exemplo, a sua rotação intrínseca ou os efeitos que a energia das partículas tem na estabilização e confinamento. do plasma.
A quarta fase de experimentação do reator JT-60SA visa, em linhas gerais, encontrar os parâmetros de funcionamento ideais para otimizar o comportamento do plasma em tempo real, minimizar as perdas de energia e resolver com garantias o transporte de impurezas. Por fim, a quinta fase prossegue mitigar riscos potenciais derivado da operação ITER. Se tudo correr como o EUROfusion prevê, os testes de baixa potência com hidrogénio e hélio neste último reator experimental terão início em 2028, e os testes de alta potência em 2032. O reator JT-60SA será um aliado muito valioso, sem o qual o ITER certamente dispensará isso, seria muito mais difícil.
Imagem de capa: F4E/QST
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