Conheça o Stellarator Weldenstein 7-X

Conheça o Stellarator Weldenstein 7-X

O Adriano postou um artigo da Exame (link no fim da postagem), falando do Wendelstein 7-X, o primeiro reator de fusão nuclear bem sucedido da história, que os alemães, americanos e japoneses construíram no Instituto Max Plank em Munique. E pediu que comentasse a notícia.

O tema é tão importante (e interessante) que resolvi postar um tijolão a respeito.

O W7-X é um “stellarator”, nome poético para uma fonte de energia que imita o que acontece nas estrelas, e é o futuro das fontes de energia limpíssima: super potente, abundante e praticamente interminável.

O QUE TEMOS HOJE É A FISSÃO…

As usinas nucleares atuais utilizam a fissão. Na fissão nuclear a energia é obtida separando-se as partículas que compõem o átomo. O princípio é fácil de entender: as partículas são mantidas juntas por duas forças (não vamos entrar em detalhes quanto ao nome delas). Quando a gente quebra o átomo dentro do reator as partículas ficam livres dessas forças. Mas onde vão parar essas forças, já que na natureza nada se perde, etc., etc? Uma vez dispensadas da chatíssima tarefa de manter o átomo unido essas forças agora livres, leves e soltas alegremente se transformam em energia, e é essa energia que usamos para ferver a água, que se transforma em vapor, que vai fazer girar as turbinas, que movimenta os geradores que vão acender as lâmpadas de nossas casas.

Mas nem tudo é lindo. Uma grande parte dessa energia emerge na forma de radiação perigosíssima, e é por isso que os reatores são tão protegidos.

…MAS O FUTURO É A FUSÃO

Na fusão nuclear, ao contrário, obtém-se calor pelo processo inverso. Os átomos não são desmontados, mas forçados a se juntar (daí a fusão), formando outros átomos mais e mais pesados. Acontece que essa reação também gera muito calor, e é esse calor que se pretende usar para ferver a água, etc., etc.

Na teoria é muito bonito mas…

Em vez de dar estilingadas atômicas no coração do átomo para quebrá-lo, como na fissão, para juntar dois átomos é necessário gastar muita, muita energia também.

A forma mais simples de se adicionar energia aos átomos é simplesmente aquecendo-os, mas a temperaturas muito altas. Em um reator de fusão a reação só começará a partir de 40 milhões de graus, mais de duas vezes a temperatura do sol!

UMA CORRIDA DE OBSTÁCULOS

Há inúmeros obstáculos a serem vencidos antes de termos reatores de fusão funcionais e comercialmente viáveis.

O primeiro é achar uma coisa capaz de suportar altas temperaturas e cujos átomos sejam mais fáceis de fundir. Esse problema já resolvemos há mais de século: o material é o plasma. Plasma é a quarto estado da matéria, depois do sólido, do líquido e do gasoso. E é muito fácil de obter: o fogo é o plasma mais conhecido da gente. Assim, quando acendemos o fogão estamos gerando plasma.

O segundo obstáculo é o mais difícil de todos: como esquentar o plasma até milhões de graus sem que ele derreta a vasilha em que se encontra?

O que os alemães fizeram em conjunto com americanos e japoneses no Wendelstein 7-X foi exatamente ultrapassar essa segunda dificuldade. Eles conseguiram de maneira engenhosa e elegante confinar o plasma a gorar em um anel (como uma rosquinha, ou donut) sem que ele toque as paredes do vaso. Um feito e tanto!

Detalhes técnicos à parte, você pode ver pela imagem como é bonito o equipamento construído. O plasma é mantido em seu lugar através de campos magnéticos gerados por eletro-imãs. E é o formato desse campo, a sua geometria como dizemos, que faz toda a diferença. Esse é o truque.

E AGORA?

Agora os próximos e difíceis passos. Como manter essa reação estável todo o tempo? Como retirar o calor de dentro do reator para aquecer a água sem romper o delicado equilíbrio? E muitas outras coisas.

Mas o principal passo foi dado. Segundo os engenheiros e cientistas ainda temos pelo menos uns dez anos pela frente antes de ter um reator prático em funcionamento. No momento o Wendelstein 7-X consome mais energia do que é capaz de gerar. O próximo desafio é fazer com que ele próprio gere a energia necessária para funcionar. A partir daí, o céu é o limite.

SEGUROS, LIMPOS E POTENTES

Os geradores stellarator poderão fornecer toda a energia que a humanidade precisa por milênios à frente. São limpos, não produzem resíduos perigosos como os atuais reatores de fissão e o mais importante: em caso de acidentes (como Chernobyl ou Fukushima), eles simplesmente pararão de funcionar, esfriarão comportadamente e ficarão quietinhos esperando a assistência técnica chegar.

Por isso eu repito o que sempre digo: a física, a engenharia e a tecnologia de modo geral fazem tanto pela humanidade quanto as ditas ciências humanas. Às vezes, muito mais…

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