No início desta manhã, a Organização Internacional do Reator Termonuclear Experimental (ITER) anunciou o que já era conhecido há muito tempo: o maior tokamak do mundo será adiado ainda mais, prolongando as operações da tão esperada máquina de fusão nuclear por pelo menos uma década.
O ITER é um enorme dispositivo de fusão magnética em forma de donut chamado tokamak. Os tokamaks usam campos magnéticos para controlar plasmas superaquecidos de uma forma que induz a fusão nuclear, uma reação pela qual dois ou mais núcleos leves se juntam para formar um novo núcleo, liberando uma enorme quantidade de energia no processo. A fusão nuclear é vista como uma fonte de energia potencialmente viável e livre de carbono, mas há muitos desafios de engenharia e econômicos a serem superados para tornar isso uma realidade.
A linha de base anterior do projeto — seu cronograma e os parâmetros de referência dentro dele — foi estabelecida em 2016. A pandemia global que começou em 2020 interrompeu muitas das operações em andamento do ITER, atrasando ainda mais as coisas.
Como Reportado por Americano científicoo custo do ITER é quatro vezes maior que as estimativas iniciais, com os números mais recentes colocando o projeto em mais de US$ 22 bilhões. Falando em uma coletiva de imprensa hoje mais cedo, Pietro Barabaschi, diretor geral do ITER, explicou a causa dos atrasos e a linha de base atualizada do projeto para o experimento.
“Desde outubro de 2020, ficou claro, publicamente e para nossos stakeholders, que o Primeiro Plasma em 2025 não era mais atingível”, disse Barabaschi. “A nova linha de base foi redesenhada para priorizar o Início das Operações de Pesquisa.”
Barabaschi disse que a nova linha de base mitigará os riscos operacionais e preparará o dispositivo para operações usando deutério-trítio, um tipo de reação de fusão. Em vez de um primeiro plasma em 2025 como um “teste breve de máquina de baixa energia”, ele disse que mais tempo será dedicado ao comissionamento do experimento e ele receberá mais capacidade de aquecimento externo. A energia magnética total é adiada por três anos, de 2033 para 2036. As operações de fusão deutério-deutério permanecerão dentro do cronograma por aproximadamente 2035, enquanto o início das operações de deutério-trítio será adiado por quatro anos, de 2035 para 2039.
O ITER é pago pelos seus estados-membros: União Europeia, China, Índia, Japão, Coreia do Sul, Rússia e Estados Unidos. Progresso no ITER é sendo feito, ainda que lentamente, e a custos maiores do que os inicialmente projetados.
No início desta semana, o A organização do ITER anunciou que as bobinas de campo toroidal do tokamak — ímãs muito grandes que ajudam a fornecer as condições necessárias para a máquina reter plasma — finalmente foram enviadas, um momento que levou 20 anos para ser feito. As bobinas de 56 pés de altura (17 metros) serão resfriadas a -452,2 graus Fahrenheit (-269 graus Celsius) e serão enroladas ao redor do recipiente que contém o plasma, permitindo que os cientistas do ITER controlem as reações internas.
A escala de sua infraestrutura é tão grande quanto seu investimento; o maior ímã de massa fria atualmente existente é um componente de 408 toneladas (370 toneladas) do experimento Atlas do CERN, mas o ímã recém-concluído do ITER — o tamanho combinado das bobinas do campo toroidal — tem uma massa fria de 6.614 toneladas (6.000 toneladas).
As metas projetadas declaradas do ITER são demonstrar o tipo de sistemas que precisam ser integrados para fusão em escala industrial, para atingir um benchmark científico chamado Q≥10, ou 500 megawatts de energia de fusão da máquina para 50 megawatts de energia de aquecimento no plasma, e para atingir Q≥5 na operação em estado estacionário do dispositivo. Essas não são metas fáceis de atingir, mas experimentos de fusão nuclear em ambientes de laboratório, em tokamaks e usando lasersestão ajudando cientistas a avançar em direção a reações de fusão que produzem mais energia do que a necessária para alimentar as próprias reações.
Agora, para as advertências obrigatórias sobre a diferença entre o progresso em direção à viabilidade científica da fusão e sua utilidade real no atendimento às demandas globais de energia, como relatamos na segunda-feira:
Um truísmo irônico — tão requentado que é um clichê — afirma que a fusão nuclear como fonte de energia está sempre a 50 anos de distância. Está para sempre um pouco além das tecnologias de hoje e, como um ex irredimível, sempre nos dizem “desta vez será diferente”. O ITER pretende provar a viabilidade tecnológica da energia de fusão, mas, o mais importante, não sua viabilidade econômica. Essa é outra questão irritante: tornar a energia de fusão não apenas uma fonte de energia viável, mas também viável para a rede elétrica.
Nas observações, Barabaschi também observou que o material de revestimento de plasma no tokamak do ITER agora será feito de tungstênio, em vez de berílio, “porque está claro que o tungstênio é mais relevante para futuras máquinas 'DEMO' e eventuais dispositivos de fusão comercial”. De fato, em maio, o tokamak WEST sustentou um plasma mais de três vezes mais quente que o núcleo do Sol por seis minutos usando um invólucro de tungstênio, e o Tokamak KSTAR substituído na Coreia seu desviador de carbono por um feito de tungstênio.
Como o Gizmodo relatou anteriormente, a fusão nuclear é um campo que vale a pena para P&D, mas não deve ser confiável como fonte de energia para afastar os humanos dos combustíveis fósseis, que impulsionam o aquecimento global. A ciência está avançando, mas a fusão nuclear sempre seria uma ultramaratona, não uma corrida de velocidade.
Mais: O que saber sobre o grande anúncio de fusão nuclear do DOE
