A vasta paisagem de guindastes de construção e edifícios parcialmente concluídos, junto com um anel de metal e aço maciço, foi descrito como um "Stonehenge moderno" pelo The New York Times em março de 2017. Já se passou uma década desde o início da construção da usina do Reator Experimental Termonuclear Internacional, conhecido como ITER. O projeto, que envolve 35 nações, incluindo os EUA, visa demonstrar que a fusão nuclear - a combinação de isótopos de hidrogênio para formar hélio, o mesmo processo pelo qual as estrelas geram luz e calor - poderia ser uma fonte futura viável de geração de energia para um mundo faminto por energia.

O projeto tem sofrido atrasos e viu seu custo projetado quase quadruplicar ao longo dos anos para 18 bilhões de euros (US $ 22 bilhões), e até mesmo um relatório do Departamento de Energia dos EUA de 2016 apoiando o projeto expressou incerteza sobre se ele finalmente terá sucesso. No início de dezembro de 2017, Os funcionários do ITER anunciaram que haviam alcançado um marco importante, concluindo 50 por cento do trabalho de construção total necessário para alcançar o "Primeiro Plasma". Essa fase inicial de operação, em que o hidrogênio será transformado em quente, gás eletricamente carregado, atualmente está programado para ocorrer em 2025. (Será preciso mais uma década de trabalho para que o ITER gere energia.)

“Quando provarmos que a fusão é uma fonte de energia viável, eventualmente, substituirá a queima de combustíveis fósseis, que são não renováveis ​​e não sustentáveis, "Bernard Bigot, Diretor geral do ITER, explicado em comunicado no site do projeto. "A fusão será complementar ao vento, solar, e outras energias renováveis. ... Ao demonstrar a viabilidade da fusão como um produto limpo, seguro, e fonte quase ilimitada de energia, podemos deixar um forte legado para as gerações futuras. "

Em um e-mail, Gerald A. Navratil, professor da Columbia University, um pesquisador líder em energia de fusão, cujo trabalho influenciou o design do ITER, descreve o marco da construção como um "evento significativo no desenvolvimento da energia de fusão prática."

ITER conterá o maior tokamak do mundo, um dispositivo magnético desenvolvido pela primeira vez por pesquisadores soviéticos no final dos anos 1960, que essencialmente simula o calor intenso e a pressão dentro da fornalha interna de uma estrela. De acordo com uma explicação no site do ITER, o dispositivo usa uma poderosa corrente elétrica para quebrar o gás hidrogênio, removendo elétrons dos núcleos para formar plasma - um quente, gás eletricamente carregado. À medida que as partículas de plasma são energizadas e colidem, eles esquentam, eventualmente atingindo uma temperatura entre 100 e 300 milhões de graus Celsius (cerca de 180 milhões a 360 milhões de graus Fahrenheit). Nesse ponto, os núcleos de hidrogênio são tão energizados que podem superar sua tendência natural de repelir um ao outro, para que eles possam se fundir para formar hélio. No processo, eles liberam enormes quantidades de energia.

Como este artigo da Associação Nuclear Mundial detalha, os tokamaks experimentais geram energia há décadas. Mas por enquanto, eles exigiram mais energia para operar do que a gerada pela fusão. Mas o ITER espera superar essa limitação, em parte, com tamanho absoluto. O artigo do New York Times de março de 2017 sobre o projeto descreve o tokamak como tendo 100 pés (30,5 metros) de altura e estendendo-se por outros 100 pés de diâmetro, e uma descrição no site do ITER informa que pesará mais de 25, 000 libras (23 toneladas métricas), com um volume de 30, 000 pés cúbicos (840 metros cúbicos). Isso é 10 vezes a capacidade de qualquer dispositivo anterior.

Maior é definitivamente melhor

Como explica o site do ITER, um dispositivo maior com mais volume cria mais potencial para reações de fusão, aumentando a produção de energia e tornando o dispositivo mais eficiente. Se funcionar como planejado quando estiver totalmente operacional em 2035, O ITER usará 50 megawatts de entrada de energia para gerar 500 megawatts de energia de fusão, na forma de calor. Embora o ITER não use essa energia para gerar eletricidade, tem como objetivo pavimentar o caminho para futuras gerações de usinas de fusão que o façam.

"O projeto do experimento ITER é baseado em uma extrapolação conservadora do desempenho de fusão de nossos dispositivos de fusão existentes, “Navratil escreve em seu e-mail.“ Há confiança de que o tamanho e a força do campo magnético do ITER nos permitirão atingir sua meta de produzir 500 megawatts de energia de fusão com 50 megawatts de energia de entrada no plasma. Uma vez que o ITER é um experimento que produz, pela primeira vez, um plasma autoaquecido de forte fusão, usaremos esses resultados para confirmar nossa compreensão do estado de queima de plasma, e poderia descobrir alguns novos fenômenos importantes da física do plasma. As informações que obtemos do ITER fornecerão a base para projetar com segurança o núcleo da próxima etapa no desenvolvimento de energia de fusão, que teria como objetivo produzir eletricidade líquida e preparar o terreno para a implantação comercial de sistemas de energia de fusão. "

Vantagens sobre a energia nuclear

De acordo com um comunicado à imprensa do ITER, as usinas de fusão eventualmente seriam comparáveis ​​em custo às usinas nucleares convencionais. Mas, ao contrário das usinas de energia, usinas de fusão não produziriam lixo radioativo, junto com o problema caro do que fazer com ele. A fusão também teria uma grande vantagem sobre os combustíveis fósseis, na medida em que não bombearia grandes quantidades de dióxido de carbono e outra poluição na atmosfera e contribuiria para a mudança climática.

E como nota Navratil, a fusão também pode ter algumas vantagens sobre as fontes de energia renováveis ​​com baixo teor de carbono.

"Se for bem-sucedido, as usinas de energia de fusão com base no desempenho do plasma de fusão no ITER forneceriam uma fonte livre de carbono de produção contínua de energia elétrica sem as desvantagens dos sistemas de energia eólica e solar, que produzem eletricidade por apenas uma parte do dia e precisam de armazenamento de energia ou sistemas de energia 'back-up' para suportar uma rede de energia elétrica estável, "Navratil explica." Dados os muitos trilhões de dólares envolvidos na infraestrutura do nosso sistema de energia, a disponibilidade de tal fonte de energia de fusão ainda neste século será um acréscimo muito importante às nossas fontes de energia elétrica sem carbono. "

De acordo com o ITER, um volume de hidrogênio do tamanho de um abacaxi tem o potencial de gerar tanta energia por meio da fusão quanto 10, 000 toneladas métricas (22, 040 libras) de carvão.