O projeto ITER (Reator Termonuclear Experimental Internacional) é um dos mais ambiciosos esforços internacionais na busca de uma fonte de energia limpa e praticamente inesgotável: a fusão nuclear.
Localizada em Cadarache, no sul de França, esta experiência procura demonstrar a viabilidade técnica e científica da fusão como alternativa às atuais fontes de energia.
O que é fusão nuclear?
A fusão nuclear é o processo que alimenta o Sol e outras estrelas. Consiste na união de dois núcleos atômicos leves para formar um mais pesado, liberando uma enorme quantidade de energia no processo.
Ao contrário da fissão nuclear, que gera resíduos radioactivos de longa duração, a fusão promete ser uma fonte de energia muito mais limpa. Além disso, os elementos necessários para a fusão, como o deutério e o trítio, são abundantes ou podem ser produzidos com relativa facilidade.
A fusão não promete apenas baixas emissões de carbono, mas também estabilidade energética global.
O deutério pode ser extraído da água do mar, enquanto o trítio pode ser gerado no mesmo reator através do uso de lítio. Este aspecto torna a fusão uma opção energética potencialmente sustentável para as gerações futuras.
Os objetivos do ITER
O principal objetivo do ITER é demonstrar que é possível gerar mais energia do que a consumida no processo de fusão. Em termos técnicos, isto é conhecido como alcançar um “ganho” de energia.
O reator do ITER foi projetado para produzir 500 megawatts de energia de fusão com uma entrada de 50 megawatts, alcançando assim um desempenho dez vezes maior.
Além disso, o ITER tem outros objectivos importantes, como o desenvolvimento de materiais que possam suportar as condições extremas no interior de um reactor de fusão e o teste de tecnologias para um manuseamento seguro de combustível. Este conhecimento será fundamental para o projeto de futuros reatores comerciais.
Entre os desafios está também a melhoria dos sistemas de aquecimento e o controle preciso do plasma em condições extremas.
Como funciona o ITER
O coração do ITER é um dispositivo chamado tokamak, um reator em forma de donut que utiliza poderosos campos magnéticos para confinar o plasma, um estado da matéria a temperaturas extremamente altas.
Para que a fusão ocorra, o plasma deve atingir temperaturas de aproximadamente 150 milhões de graus Celsius, dez vezes mais quentes que o núcleo do Sol. Nessas temperaturas, os núcleos de deutério e trítio têm energia suficiente para superar suas repulsões elétricas e se fundirem.
O confinamento magnético é essencial para manter o plasma estável por tempo suficiente para que a fusão ocorra.
No ITER, isto é conseguido com um sistema complexo de ímanes supercondutores que geram campos magnéticos intensos e precisos. Esses ímãs são resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto (-269 °C) por meio de hélio líquido, o que permite lidar com a grande quantidade de energia gerada.
Uma vez confinado o plasma, são utilizadas técnicas avançadas para aquecê-lo até às temperaturas exigidas. Entre eles estão o aquecimento por ondas de radiofrequência e o uso de feixes de nêutrons de alta energia que aumentam a temperatura do plasma.
Um esforço internacional
O ITER é um projecto verdadeiramente global. Participam 35 países, incluindo membros da União Europeia, Estados Unidos, Rússia, China, Índia, Japão e Coreia do Sul. Cada um contribui com financiamento, tecnologia e componentes-chave para o reator.
Esta colaboração não só reforça o intercâmbio científico, mas também simboliza um esforço conjunto para enfrentar os desafios energéticos do futuro.
O modelo de colaboração do ITER também incentiva o desenvolvimento de capacidades tecnológicas nos países participantes.
Muitas nações criaram indústrias especializadas para fabricar os componentes complexos necessários ao tokamak, o que está a impulsionar avanços em sectores como a supercondutividade, a robótica e a engenharia de materiais.
Os desafios do projeto
Embora as promessas da fusão nuclear sejam impressionantes, o ITER enfrenta desafios técnicos e financeiros significativos.
Construir um tokamak desta magnitude é uma tarefa extremamente complexa e os custos do projeto aumentaram consideravelmente desde o seu início. Originalmente orçamentado em aproximadamente 5 mil milhões de euros, o custo atual é estimado em mais de 20 mil milhões de euros.
Dentre os desafios técnicos, destaca-se o desenvolvimento de materiais capazes de resistir à intensa radiação e ao calor gerado no interior do reator. Além disso, a integração de componentes provenientes de diferentes países requer uma coordenação cuidadosa para garantir que tudo funcione harmoniosamente.
Por outro lado, também existe incerteza sobre o comportamento do plasma sob condições tão extremas.
Embora simulações e experiências anteriores tenham sido realizadas noutros tokamaks mais pequenos, o ITER representa um salto sem precedentes em escala e complexidade.
Quando veremos resultados?
Espera-se que o ITER inicie os seus primeiros testes de plasma na década de 2030.
Este marco será fundamental para avaliar se o projeto do reator pode atender às suas metas energéticas. Se for bem-sucedido, o ITER será o precursor dos reatores de fusão comerciais que poderão estar operacionais em meados do século XXI.
O cronograma do projeto foi atrasado devido à sua complexidade e ao impacto de fatores globais, como a pandemia da COVID-19. No entanto, os progressos alcançados até agora são promissores e reflectem um esforço conjunto de todos os participantes.
A promessa da fusão
Se o ITER cumprir os seus objectivos, poderá inaugurar uma nova era energética. A fusão tem o potencial de fornecer uma fonte de energia quase ilimitada e com baixo teor de carbono, sem os problemas de resíduos radioactivos a longo prazo associados à fissão nuclear.
Além disso, a energia de fusão poderia contribuir significativamente para reduzir a dependência dos combustíveis fósseis e atenuar as alterações climáticas.
A comunidade científica acredita que o sucesso do ITER inspirará também novos avanços noutras áreas. As tecnologias desenvolvidas para o reator poderão ter aplicações em medicina, transporte e exploração espacial.