Investigadores europeus, incluindo portugueses, atingiram de forma sustentada um recorde de energia de fusão num teste que visa preparar a operacionalização do maior reator de fusão nuclear experimental do mundo, em construção em França, foi hoje anunciado.
O anúncio foi feito em comunicado conjunto pelo Instituto Superior Técnico (IST) e pelo Eurofusion, consórcio europeu para o desenvolvimento de energia de fusão, do qual faz parte o IST, através do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN).
De acordo com o comunicado, os cientistas e engenheiros obtiveram um “valor recorde de 59 megajoules de energia de fusão sustentada” no dispositivo de fusão Joint European Torus (JET), o maior do género no mundo, a funcionar no Reino Unido.
Na experiência “relâmpago”, que durou cinco segundos, o JET alcançou uma potência média de fusão (energia por segundo) de cerca de 11 megawatts.
O maior reator de fusão nuclear experimental do mundo, o International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), em construção no sul de França, estará preparado para produzir 500 megawatts por períodos de 400 a 600 segundos, devendo começar a funcionar, numa primeira etapa, entre 2026 e 2027.
A participação do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear
O Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear participa no ITER com sistemas de detetores que permitem “determinar alguns parâmetros do plasma no interior do dispositivo”, como densidade e temperatura, e com “o controlo e a aquisição dos dados” que serão posteriormente analisados, disse à Lusa o presidente do instituto, Bruno Soares Gonçalves.
A experiência cujo resultado foi hoje anunciado aconteceu em finais do ano passado e faz parte de uma campanha de ensaios promovida pelo consórcio europeu Eurofusion e que, segundo Bruno Soares Gonçalves, “ajuda a preparar o ITER” com dados “bastante consistentes”.
O envolvimento do IPFN nas experiências com o dispositivo JET está focado na operação e no tratamento de dados.
O comunicado conjunto do IST e do Eurofusion refere que o valor recorde registado na mais recente experiência “é a demonstração mais clara do potencial da fusão nuclear para fornecer energia de baixas emissões de carbono, segura e sustentável”, assinalando que “os resultados estão completamente alinhados com as previsões”.
Numa experiência anterior, em 1997, a energia de fusão alcançada tinha sido de 21,7 megajoules, menos de metade da atingida em finais de 2021. A “potência de pico” de 16 megawatts atingida brevemente em 1997 “não foi ultrapassada nas experiências mais recentes, pois o foco tem sido obter energia de fusão de um modo sustentado”, ressalva a mesma nota.
O ITER, um projeto mais avançado do que o JET, com desativação prevista para 2025, visa demonstrar a viabilidade científica e tecnológica da energia de fusão.
“Mas não transformará essa energia em eletricidade”, esclareceu Bruno Soares Gonçalves.
Futura central energética europeia de demonstração de fusão DEMO
Reunindo como parceiros a União Europeia, a China, o Japão, a Índia, a Coreia do Sul, a Rússia e os Estados Unidos, o ITER, que conta também com a participação de empresas portuguesas, será a “antecâmara” da futura central energética europeia de demonstração de fusão DEMO, em estudo e com a qual se pretende testar a produção de eletricidade de uma forma “limpa e segura”.
No comunicado, o IST e o Eurofusion, consórcio que junta milhares de investigadores e técnicos europeus, salientam que a fusão nuclear, “o processo que alimenta estrelas como o Sol, representa uma fonte de eletricidade limpa, quase ilimitada e de longo prazo, usando pequenas quantidades de combustível que podem ser obtidas por todo o globo a partir de materiais baratos”.
O processo de fusão nuclear
O processo de fusão, o oposto da fissão de átomos pesados em que assenta a energia nuclear atual, “consiste em juntar átomos de elementos leves, como o hidrogénio, a altas temperaturas, formando hélio e libertando uma enorme quantidade de energia na forma de calor”, acrescenta a nota, ressalvando que “a fusão é inerentemente segura, uma vez que não pode dar origem a um processo de produção descontrolado”.
O dispositivo JET, que “pode atingir condições semelhantes” às do reator experimental ITER e às das futuras centrais de fusão, é o único do género a trabalhar no mundo “onde se consegue usar a mesma mistura de combustível deutério-trítio” planeada para máquinas mais sofisticadas e potentes.
No JET são gerados plasmas (estados da matéria obtidos mediante a ionização quase completa de um gás a temperaturas muitíssimo elevadas) capazes de atingir temperaturas de 150 milhões de graus Celsius, “dez vezes mais quentes que o centro do Sol”.
Nos plasmas ocorrem reações de fusão. Numa central comercial de fusão nuclear, a energia produzida pelas reações de fusão será usada para gerar eletricidade.
A fusão “permite gerar quase quatro milhões de vezes mais energia do que a que é consumida em carvão, petróleo ou gás”, com “combustível abundante e sustentável” e com “baixas emissões” poluentes.
Para o coordenador do programa do consórcio Eurofusion, Tony Donné, citado em comunicado, está-se “no caminho certo para um futuro movido a energia de fusão”.
“Se conseguimos manter a fusão por cinco segundos, podemos vir a fazê-lo por cinco minutos e depois por cinco horas, à medida que ampliamos a escala da nossa operação em máquinas futuras”, afirmou.
