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Feb 19, 2024

Este reator de fusão é preso com fita

A fita supercondutora de alta temperatura está por trás de uma esperança de um tokamak menor. O reator de fusão Sparc exigirá 10.000 quilômetros dessa fita supercondutora de alta temperatura. No site de um

Fita supercondutora de alta temperatura está por trás de uma esperança de um tokamak menor

O reator de fusão Sparc exigirá 10 mil quilômetros dessa fita supercondutora de alta temperatura.

No site de uma antiga base da Reserva do Exército dos EUA, perto de Boston, uma estrutura incomum ergue-se das colinas. Brandon Sorbom, diretor científico da Commonwealth Fusion Systems (CFS), me conduz até o centro da área em forma de cruz do edifício, entre andaimes, empilhadeiras e equipes de soldadores e pintores. Descendo uma escada até um porão profundo, murado com concreto de 2,5 metros de espessura, ele aponta para um grande buraco circular no centro do teto alto da sala, cujas bordas são sustentadas por quatro colunas robustas.

“Dentro de alguns meses, se cumprirmos o cronograma, é onde o tokamak Sparc irá descansar”, diz Sorbom. Ao redor de uma câmara de vácuo em forma de donut, uma pilha de ímãs supercondutores de alta temperatura com 3 metros de altura criará um poderoso campo magnético para comprimir e encurralar uma massa rodopiante e superaquecida de plasma de hidrogênio. Imitando o processo que alimenta o Sol, os iões de hidrogénio – isótopos chamados deutério e trítio – acelerarão e colidirão com tal força que se fundirão em hélio e libertarão neutrões altamente energéticos.

A Commonwealth Fusion Systems afirma que este carretel de fita supercondutora de alta temperatura é a chave para o design de tokamak menor e mais barato da startup. A fita é composta de óxido de ítrio, bário e cobre depositado em um substrato de aço.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

A CFS, uma startup resultante de décadas de pesquisa no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), está entre os líderes de uma nova onda de projetos de energia de fusão que surgiram na última década, aproveitando os avanços tecnológicos, bem como uma aumento do investimento do sector privado. As empresas de energia de fusão já arrecadaram mais de 5 mil milhões de dólares, a maior parte desde 2021, segundo Andrew Holland, diretor da Fusion Industry Association. Todas estas empresas pretendem demonstrar ganhos de energia positivos – obter mais energia das suas reações do que a utilizada para as desencadear – até ao final da década.

“Nesse ponto, estaremos um passo mais perto de uma nova era de eletricidade de base livre de carbono”, afirma Sorbom. “Esperamos apenas poder fazê-lo a tempo de ser uma parte importante da solução para a crise climática.”

Pesquisar, construir e testar o primeiro ímã da Commonwealth Fusion Systems exigiu a experiência de 270 membros da equipe, incluindo aqueles mostrados aqui durante a construção.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

Dennis Whyte [à esquerda], diretor do Plasma Science and Fusion Center do MIT, e CEO da Commonwealth Fusion Systems, Bob Mumgaard, conversam na sala de testes do MIT, onde a startup construiu e testou seu primeiro ímã.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science e Centro de Fusão

Em setembro de 2021, a Commonwealth Fusion Systems testou o primeiro ímã de campo toroidal em forma de D de seu reator. O ímã demonstrou um campo magnético que media 20 tesla.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

Até agora, a Commonwealth Fusion Systems armazenou cerca de um terço dos 10.000 quilômetros de fita supercondutora de alta temperatura que será necessária para completar seu reator Sparc.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

O que diferencia a tecnologia da CFS é o uso de fita supercondutora de alta temperatura, que é colocada em camadas e empilhadas para criar eletroímãs extremamente fortes que moldarão e confinarão o plasma rebelde e manterão a maior parte das partículas carregadas longe das paredes do tokamak. A empresa acredita que esta nova abordagem lhe permitirá construir um tokamak de alto desempenho que é muito menor e mais barato do que seria possível com abordagens anteriores.

Atualmente, existem dois caminhos principais de pesquisa para a energia de fusão. O confinamento magnético usa eletroímãs para confinar o plasma, normalmente dentro de um tokamak. O confinamento inercial comprime e aquece um alvo cheio de combustível – muitas vezes usando lasers – para iniciar uma reação.