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Energia de fusão
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A ciência subjacente à fusão

Física

Para haver fusão, os isótopos de hidrogénio (deutério e trítio) devem ser aquecidos a temperaturas muito elevadas e o plasma de hidrogénio daí resultante deve ser confinado, utilizando-se para isso ímanes potentes. Os dispositivos de maior sucesso desenvolvidos para realizar a fusão chamam-se “Tokamak” (palavra russa para indicar uma câmara magnética em forma de toro).

Desde que entrou em funcionamento em 1983, o “tokamak” JET constituiu-se como a experiência de fusão mais avançada do mundo. O auge das suas realizações deve-se às experiências realizadas, tendo já produzido 16 megawatts de energia de fusão durante alguns segundos. Juntamente com outros dispositivos a nível europeu e mundial, o JET define agora os parâmetros operacionais e ultima a configuração para uma linha “tokamak” das futuras centrais eléctricas de fusão. 

Tecnologia

São necessários certos componentes essenciais de alta tecnologia – como as grandes bobinas supercondutoras para gerar campos electromagnéticos fortes – para confinar o plasma quente de 150 milhões de graus centígrados necessário para produzir a energia de fusão. Os componentes essenciais foram concebidos e testados e já se encontram prontos para a produção na próxima fase de fusão, o ITER.

Outros sistemas necessários para o funcionamento contínuo dos reactores de fusão incluem sistemas de extracção da “cinza” do hélio e das impurezas do plasma do reactor. São igualmente necessários sistemas de aprovisionamento, diagnósticos fiáveis e sistemas de monitorização para o controlo seguro e preciso do reactor.

O futuro reactor de demonstração capaz de produzir electricidade (DEMO) requer o desenvolvimento de uma “cobertura geradora” e de materiais específicos: 

  • O papel da cobertura, que envolverá uma câmara de combustão num futuro reactor de fusão, consiste em criar trítio através de uma reacção de neutrões de fusão com compostos de lítio. Este trítio pode então ser directamente aprovisionado no reactor, eliminando assim a necessidade do transporte de materiais radioactivos. Está previsto o teste dos módulos da cobertura geradora no ITER.
  • Os componentes internos dos futuros reactores necessitam de materiais de baixa activação e materiais resistentes a radiação. Também é necessária uma fonte específica de neutrões, tal como a instalação internacional de irradiação de materiais para reactores de fusão (IFMIF) [International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF)], que está actualmente em estudo no âmbito da AIE, para qualificar estes materiais.
 

Segura e socialmente aceitável

Paralelamente aos aspectos técnicos desta investigação, estudos extensivos de segurança e socioeconómicos examinaram exaustivamente o impacto da energia de fusão. Este trabalho sugere que o funcionamento destas futuras centrais eléctricas de fusão é seguro, que estas não comportam riscos importantes para a população e que não serão um fardo ambiental significativo a longo prazo.

Dadas as iniciativas positivas realizadas até à data destinadas a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, é possível que a introdução das centrais eléctricas de fusão possa ocorrer em meados deste século e crescer até uma quota significativa de produção de electricidade na segunda metade do mesmo. Os custos externos (como os custos ambientais) dos sistemas de energia de fusão são baixos quando comparados correctamente com os custos externos projectados de outras tecnologias renováveis.

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Bobina supercondutora
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