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Fusão nuclear em 2024? Aposta vale US$ 1,7bi



Empresa promete fusão nuclear para 2024
Este reator de fusão gera eletricidade diretamente, sem precisar de usinas de vapor e geradores.
[Imagem: Helion Energy]

Fusão nuclear no horizonte

A empresa emergente norte-americana Helion afirmou que seu próximo reator experimental de fusão nuclear deverá produzir eletricidade excedente em 2024.

Eletricidade excedente, ou líquida, refere-se à capacidade de um reator de fusão produzir mais eletricidade do que ele próprio gasta para funcionar.

Helion vem testando seus protótipos de reator de fusão há mais de uma década.

Atualmente a empresa está na sexta geração de seus protótipos, um reator chamado Trenta, que atingiu 100 milhões de graus Celsius no ano passado, o que é quente o suficiente para produzir a fusão nuclear. "Nosso 6º protótipo demonstrou que podemos alcançar esse marco fundamental. Em apenas alguns anos, mostraremos que o mundo pode contar com a fusão como uma fonte de energia com zero de carbono de que precisamos desesperadamente," afirmou em nota o presidente da empresa, David Kirtley.

O marco fundamental a que o executivo se refere é a construção do reator de 7ª geração, chamado Polaris. A empresa acaba de conseguir uma injeção de capital de U$500 milhões para construí-lo até 2024.

E o mercado parece entusiasmado com as perspectivas de uma "estrela artificial" produzindo eletricidade aqui na Terra: Os investidores já garantiram mais US$1,7 bilhão de financiamento ao longo dos próximos anos caso a empresa vá cumprindo os compromissos técnicos assumidos.

Reator de fusão nuclear pulsado

Os fundadores da Helion acreditam que alcançar a fusão nuclear sustentada não é um problema de física, mas de engenharia, o que levou à adoção de uma rota tecnológica bem diferente dos demais reatores de fusão experimentais, como o tokamak do ITER ou o estelarator do Wendelstein.

De fato, a rota adotada compreende três diferenças fundamentais em relação a outros protótipos:

  • Um sistema de fusão pulsado sem ignição, o que elimina a maior parte dos problemas de contenção do plasma, permite controlar a potência conforme a necessidade e ainda exige um reator menor.
  • Um sistema de recuperação direta da eletricidade, dispensando o uso do calor para aquecer água e usar o vapor para girar uma turbina, como nas demais termoelétricas. O mecanismo é mais parecido com o sistema de frenagem regenerativa dos carros, permitindo recuperar toda a energia eletromagnética nova e não utilizada, um ganho de eficiência nada desprezível.
  • O uso de deutério e hélio-3 (D-3He) como combustível. O hélio-3 é um combustível mais limpo e com maior octanagem, ajudando a reduzir o tamanho do reator.

Geração direta de eletricidade

O reator lida com o plasma com uma técnica conhecida como "configuração de campo reverso": Devido à sua corrente elétrica interna, os pulsos de plasma produzem seu próprio campo magnético, que empurra o campo magnético das bobinas ao redor da máquina. Os pulsos de plasma colidem na câmara de fusão e são comprimidos de volta por esses campos magnéticos externos.

A compressão faz com que o plasma se torne mais denso e mais quente, iniciando reações de fusão que fazem com que o plasma se expanda, resultando em uma mudança em seu fluxo magnético. Essa mudança no fluxo magnético do plasma interage com os ímãs ao redor da máquina, aumentando ainda mais o fluxo magnético e iniciando um fluxo de eletricidade através das bobinas, um processo explicado pela bem conhecida Lei de Indução de Faraday.

"Nosso dispositivo recaptura eletricidade diretamente; ele não usa calor para criar vapor para girar uma turbina, nem requer a imensa entrada de energia dos ímãs supercondutores criogênicos. Nossa abordagem técnica reduz a perda de eficiência, que é essencial para nossa capacidade de comercializar eletricidade de fusão a custos muito baixos," afirma a empresa.

A empresa também já construiu um ímã capaz de superar os 10 teslas e sustentar plasmas com tempos de vida na casa dos milissegundos - esse eletroímã, já operacional, funciona com 95% de eficiência.

Empresa promete fusão nuclear para 2024
O reator Trenta atual demora 10 minutos para gerar cada pulso, mas o futuro Polaris deverá gerar um pulso por segundo (1 Hz).
[Imagem: Helion Energy]

Hélio-3

Um dos desafios para que o plano da Helion funcione é conseguir o combustível para seu reator. Não existe muito hélio-3 na Terra, com as ideias mais promissoras incluindo fazer mineração de hélio-3 na Lua.

Mas a empresa quer ser autossuficiente, então essa será a principal função do novo reator Polaris, que será basicamente construído para produzir hélio-3 por meio da fusão de deutério-deutério, dispensando a necessidade das viagens espaciais.

"A produção de hélio-3 a um custo menor é possível porque o Polaris irá recuperar diretamente a eletricidade de entrada restante, bem como novas reações de fusão, eliminando os altos custos normalmente associados à produção de hélio-3. Juntamente com o hélio-3, o Polaris também deverá gerar uma pequena quantidade de eletricidade líquida como um subproduto de suas reações de fusão," garante a empresa.

Com um cronograma tão definido e precisando ser cumprido para garantir a entrada dos US$1,7 bilhão adicionais, a Helion se torna uma concorrente direta do reator SPARC do MIT, que promete a fusão nuclear 


https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=empresa-promete-fusao-nuclear-2024

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