A chegada das primeiras centrais comerciais equipadas com um ou mais reactores de fusão nuclear ocorrerá, segundo o EUROfusion, que é o consórcio europeu que promove o desenvolvimento da energia de fusão, durante a década de 60. No entanto, para que este marco se concretize, será necessário resolver eficazmente os muitos desafios que esta forma de geração de eletricidade ainda hoje coloca.
O controle, sustentação e estabilização do plasma confinado a uma temperatura de pelo menos 150 milhões de graus Celsius dentro da câmara de vácuo; a produção de trítio dentro do próprio reator (o outro isótopo de hidrogênio envolvido na reação de fusão nuclear é o deutério) ou a eliminação de impurezas resultantes da reação são alguns dos desafios que devem ser resolvidos.
Curiosamente, existe um outro desafio tão importante como os três que acabamos de mencionar e que muitas vezes passa despercebido: para que a energia de fusão comercial se concretize, é essencial desenvolver novos materiais capazes de lidar com os rigores que esta tecnologia impõe. É necessário desenvolver um material tanto para o desviador, que é o “tubo de exaustão” por onde o reator se livra das impurezas, quanto para a primeira parede da câmara de vácuo, que é a superfície que sofrerá o impacto direto do nêutrons de alta energia.
IFMIF-DONES desempenha um papel de liderança no desenvolvimento de materiais DEMO
À medida que os físicos e engenheiros envolvidos no desenvolvimento da energia de fusão obtiveram uma melhor compreensão da reação e do comportamento do plasma, eles perceberam algo perturbador: os materiais ideais para alguns dos elementos do reator, como os dois que observamos em o parágrafo anterior não existe. Mas é possível ajustá-los. Na verdade, novos tipos de aço já foram desenvolvidos e testados no JET (Toro Europeu Conjunto), o reator experimental instalado em Oxford (Inglaterra), e JT-60SA, o reator de fusão instalado em Naka (Japão).
No IFMIF-DONES um acelerador de partículas linear irá “lançar” um feixe de nêutrons rápidos em direção aos materiais candidatos que produzem danos muito semelhantes aos dos nêutrons de fusão.
Em qualquer caso, o DEMO será a prova definitiva para os novos materiais utilizados no desenvolvimento deste reator, especialmente para aqueles que serão utilizados no divertor e no revestimento interno da câmara de vácuo, que são, como vimos, as partes mais expostas para nêutrons rápidos nesta máquina muito complexa. Felizmente, IFMIF-DONES (Fonte de neutrões orientada para DEMO da instalação internacional de irradiação de materiais de fusão) está em marcha. E reside em Granada (Espanha).
Os primeiros resultados dos testes de irradiação chegarão em 2035, dois anos após o lançamento do acelerador linear IFMIF-DONES
Os primeiros resultados dos testes de irradiação chegarão em 2035, dois anos após o lançamento do acelerador linear de partículas que constituirá o verdadeiro coração do IFMIF-DONES. No entanto, o planeamento do EUROfusion prevê que o IFMIF-DONES entregará os seus resultados ao DEMO em vários momentos diferentes. Este último chegará pouco antes do início da construção deste último reator de fusão de demonstração, quando as licenças forem concedidas. No entanto, este não será o fim do caminho para o IFMIF-DONES.
O objetivo deste projeto é submeter os materiais candidatos a serem utilizados no DEMO a uma degradação acelerada muito semelhante à que terão de suportar neste reator de fusão nuclear de demonstração. É, em suma, um banco de testes completo. O dispositivo que será responsável pela irradiação dos materiais candidatos será um acelerador de partículas linear que “lançará” em direção a eles um feixe de nêutrons rápidos que, embora não sejam idênticos aos de fusão, produzem danos muito semelhantes.
DEMONSTRAÇÃO (Central Elétrica de Demonstração) será uma instalação que irá recolher todo o conhecimento adquirido no ITER e IFMIF-DONES com o objetivo de demonstrar a viabilidade dos reatores de fusão na produção de eletricidade. Em qualquer caso, para Espanha o IFMIF-DONES é muito mais do que um laboratório avançado de física de partículas. Neste momento não dispõe de quaisquer instalações científicas de classe mundial, mas teremos em 2033. Em pouco menos de dez anos, se tudo correr conforme o planejado, começarão os testes de irradiação de materiais no centro de pesquisas que já está sendo construído em Escúzar (Granada).
O programa deste projeto prevê uma segunda fase durante a qual será projetado e construído um segundo acelerador de partículas. Esta máquina fará parte da mesma fonte de nêutrons e permitirá aos cientistas realizar testes de irradiação em condições ainda mais rigorosas usando aproximadamente o dobro do fluxo de deutérios que impactará o mesmo alvo de lítio disponível para produzir nêutrons. No mínimo, prolongará o programa por mais duas décadas.
Este segundo acelerador provavelmente começará a ser projetado cerca de dez anos após o lançamento do primeiro, portanto os números não deixam margem para dúvidas: os testes de irradiação de materiais que fornecerão conhecimento tanto para a DEMO quanto para as usinas de energia comercial. bem chegará durante os anos 60 durará pelo menos três décadas. E durante este tempo, a ciência espanhola estará sentada à mesma mesa onde se convivem as instalações científicas mais importantes do planeta.
Mais informações | EUROfusão
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