Matéria traduzida e adaptada do inglês, publicada pela matriz americana do Epoch Times.
Grandes mudanças têm ocorrido na corrida pela comercialização da fusão nuclear, mas um estudante do ensino médio surpreendeu o mundo da fusão ao construir um reator de fusão nuclear como projeto científico escolar.
Cesare Mencarini, um italiano que estuda no Reino Unido, aprendeu sozinho a programar e a trabalhar com sistemas elétricos. Ele pesquisou no YouTube e na internet e construiu um reator personalizado, controlado e hospedado em um sistema Raspberry Pi. Seu reator alcançou plasma, o quarto estado da matéria, um passo crucial no processo de fusão, utilizando efetivamente alta voltagem para aquecer átomos até as temperaturas necessárias.
Seu trabalho lhe rendeu uma bolsa de estudos universitária, onde trabalhará em reatores maiores. Mencarini explica: “Tive que adaptar o design para se adequar ao orçamento, e meu objetivo é encorajar outros jovens a desenvolver ideias e pensar em como podemos melhorar nosso mundo e ser inovadores”.
O sucesso de Mencarini deve servir de inspiração para os milhares de cientistas afiliados à Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), onde, após a invasão russa da Ucrânia, o Conselho do CERN decidiu, em junho de 2022, encerrar a cooperação com a Rússia, afetando 500 cientistas afiliados a instituições russas.
Cerca de 100 desses cientistas conseguiram outro patrocínio e continuarão trabalhando com o CERN, mas o governo russo retirou US$ 46,8 milhões do financiamento da modernização do grande colisor de hádrons do CERN e não fornecerá mais 4,6% do orçamento experimental do LHC.
Por outro lado, o CERN assinou, em novembro passado, um acordo com membros do EUROfusion, um consórcio europeu de laboratórios de pesquisa de fusão, para facilitar a colaboração no desenvolvimento de tecnologias inovadoras para futuros colisoradores e reatores de fusão nuclear. Os laboratórios do EUROfusion estão criando um projeto técnico de uma planta de demonstração de fusão (DEMO) para suceder ao ITER (o Reator Internacional de Fusão).
O ITER, como se lembra, foi lançado em 1985 por um consórcio incluindo China, Índia, Japão, Coreia, Rússia, Estados Unidos e União Europeia, com o apoio da Comunidade Europeia de Energia Atômica (que foi criada pelo Tratado Euratom em 1957). Sua missão era levar a fusão a um ponto em que um reator de demonstração de fusão pudesse ser projetado.
A construção do tokamak ITER começou em 2010, e em maio de 2000, a base do criostato de 1.250 toneladas foi instalada no local de 42 hectares. A última notícia do ITER é um plano para construir uma máquina mais completa do que inicialmente planejado, com a conquista de energia magnética total até 2036 e o início da fase de operação de deutério-trítio até 2039. Espera-se novas informações na reunião do Conselho do ITER em novembro.
Enquanto os esforços europeus estão desacelerando, a busca pela fusão nuclear está se intensificando nos Estados Unidos, especialmente em Wisconsin.
No National Ignition Facility, em Livermore, Califórnia, um avanço significativo na ignição de fusão foi alcançado em dezembro de 2022, usando 192 lasers concentrados em um minúsculo cilindro de ouro, consistindo em uma cápsula de diamante carregada com deutério e trítio. Em um momento, átomos de hidrogênio se integraram em hélio, emitindo 3,15MJ de energia, superando os 2,05MJ contribuídos pelos lasers.
O sucesso desse experimento simbolizou uma mudança de paradigma no setor de energia nuclear. Isso também despertou um renovado interesse e financiamento em energia de fusão, que promete energia praticamente ilimitada, sem riscos de segurança e com poucos ou nenhum problema de resíduos. O desafio continua sendo sustentar o frágil equilíbrio das condições essenciais para a fusão.
Em outra frente, pesquisadores do MIT acabaram de publicar os resultados de um estudo que abordou o problema de construir tokamaks que possam suportar o plasma incrivelmente quente. O pesquisador sênior Ju Li descreveu o método de dispersar átomos problemáticos de hélio, que podem causar danos às paredes internas do tokamak, dispersando silicato de ferro no metal.
Uma pesquisa de julho da Fusion Industry Association relatou que, entre 45 empresas privadas de fusão em todo o mundo, 25 estavam sediadas nos Estados Unidos. Talvez a maior novidade no campo da fusão dos EUA venha de três dessas empresas, que surgiram da Universidade de Wisconsin em Madison—Realta Fusion, Type One Energy e SHINE Technologies.
Em 15 de julho, o cientista da Realta Fusion, Elliot Claveau, relatou que sua equipe gerou um feixe de plasma superaquecido pela primeira vez no projeto WHAM (Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror), conduzido no Laboratório de Física de Plasma da Universidade de Wisconsin, em Stoughton.
O WHAM foi criado em 2020 como uma parceria entre UW-Madison, MIT e a empresa Commonwealth Fusion Systems, que recebeu US$ 10 milhões em subsídios do Departamento de Energia dos EUA, além de financiamento da UW-Madison. Atualmente, o WHAM opera como uma parceria público-privada entre a UW-Madison e a Realta Fusion, que surgiu da universidade.
Apenas uma semana depois, cientistas da SHINE Technologies em Janesville apresentaram o FLARE™, anunciado como o sistema de nêutrons de fusão contínua mais poderoso do mundo, na IEEE Nuclear & Space Radiation Effects Conference e na Technology of Fusion Energy Meeting (TOFE). O FLARE™ produziu 50 trilhões de nêutrons de fusão por segundo.
O FLARE™ pode concluir testes em horas que antes levavam semanas. Isso permite ciclos de desenvolvimento mais curtos e iterações mais rápidas no desenvolvimento de componentes resistentes à radiação. Como resultado, o Departamento de Defesa poderá determinar muito mais rapidamente quanto de radiação nossos sistemas de defesa podem suportar antes de serem interrompidos ou destruídos.
A terceira novidade veio em 30 de julho, quando a Type One Energy, nascida em Wisconsin e recentemente realocada para Oak Ridge, Tennessee, anunciou que havia arrecadado mais de US$ 82 milhões em financiamento inicial para um protótipo de fusão baseado no trabalho de cientistas de seu escritório em Madison. A Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates liderou a extensão, com contribuições da Foxglove Ventures, da Austrália, e da GD1, da Nova Zelândia.
O reator da Type One é um stellarator, cuja forma foi comparada a um cronut—um círculo distorcido e inchado. A forma é definida por ímãs que exercem o campo especialmente moldado que confina o plasma superaquecido necessário para as reações de fusão. O stellarator exige uma enorme quantidade de poder de computação para ajustar o design e fazê-lo funcionar. A Type One também surgiu da Universidade de Wisconsin, que também opera um stellarator.
O CEO Christofer Mowry diz que o próximo passo é finalizar o projeto do reator principal, depois construir um protótipo chamado Infinity One, além de projetar um reator piloto até 2030. Segundo Mowry, “Quando o Infinity One estiver operando e o testarmos, estaremos verificando os aspectos-chave do design da planta piloto”.
A presença de Wisconsin na indústria de fusão nuclear começou com a fundação, em 1971, do Instituto de Tecnologia de Fusão da Universidade de Wisconsin-Madison. Furlong, da Realta, afirma: “Há um enorme potencial para unir as capacidades de manufatura de Wisconsin com suas capacidades de pesquisa e criar essa nova indústria, que pode gerar um enorme motor econômico para o estado”.
Furlong acrescentou: “O que Detroit foi para a indústria automobilística global nos anos 1950, o que Houston é hoje para o setor global de petróleo e gás … eu vejo Wisconsin sendo o centro global da indústria de fusão no século 21”. E o CEO da SHINE, Greg Piefer, afirma: “Acho que todos concordamos … que uma sociedade avançada obterá sua energia da fusão”.
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