Empresa promete fuso nuclear para 2024


Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 16/11/2021

Empresa promete fus

Este reator de fuso gera eletricidade diretamente, sem precisar de usinas de vapor e geradores.
[Imagem: Helion Energy]

Fuso nuclear no horizonte

A empresa emergente norte-americana Helion afirmou que seu prximo reator experimental de fuso nuclear dever produzir eletricidade excedente em 2024.

Eletricidade excedente, ou lquida, refere-se capacidade de um reator de fuso produzir mais eletricidade do que ele prprio gasta para funcionar.

A Helion vem testando seus prottipos de reator de fuso h mais de uma dcada.

Atualmente a empresa est na sexta gerao de seus prottipos, um reator chamado Trenta, que atingiu 100 milhes de graus Celsius no ano passado, o que quente o suficiente para produzir a fuso nuclear. “Nosso 6 prottipo demonstrou que podemos alcanar esse marco fundamental. Em apenas alguns anos, mostraremos que o mundo pode contar com a fuso como uma fonte de energia com zero de carbono de que precisamos desesperadamente,” afirmou em nota o presidente da empresa, David Kirtley.

O marco fundamental a que o executivo se refere a construo do reator de 7 gerao, chamado Polaris. A empresa acaba de conseguir uma injeo de capital de U$500 milhes para constru-lo at 2024.

E o mercado parece entusiasmado com as perspectivas de uma “estrela artificial” produzindo eletricidade aqui na Terra: Os investidores j garantiram mais US$1,7 bilho de financiamento ao longo dos prximos anos caso a empresa v cumprindo os compromissos tcnicos assumidos.

Reator de fuso nuclear pulsado

Os fundadores da Helion acreditam que alcanar a fuso nuclear sustentada no um problema de fsica, mas de engenharia, o que levou adoo de uma rota tecnolgica bem diferente dos demais reatores de fuso experimentais, como o tokamak do ITER ou o estelarator do Wendelstein.

De fato, a rota adotada compreende trs diferenas fundamentais em relao a outros prottipos:

  • Um sistema de fuso pulsado sem ignio, o que elimina a maior parte dos problemas de conteno do plasma, permite controlar a potncia conforme a necessidade e ainda exige um reator menor.
  • Um sistema de recuperao direta da eletricidade, dispensando o uso do calor para aquecer gua e usar o vapor para girar uma turbina, como nas demais termoeltricas. O mecanismo mais parecido com o sistema de frenagem regenerativa dos carros, permitindo recuperar toda a energia eletromagntica nova e no utilizada, um ganho de eficincia nada desprezvel.
  • O uso de deutrio e hlio-3 (D-3He) como combustvel. O hlio-3 um combustvel mais limpo e com maior octanagem, ajudando a reduzir o tamanho do reator.

Gerao direta de eletricidade

O reator lida com o plasma com uma tcnica conhecida como “configurao de campo reverso”: Devido sua corrente eltrica interna, os pulsos de plasma produzem seu prprio campo magntico, que empurra o campo magntico das bobinas ao redor da mquina. Os pulsos de plasma colidem na cmara de fuso e so comprimidos de volta por esses campos magnticos externos.

A compresso faz com que o plasma se torne mais denso e mais quente, iniciando reaes de fuso que fazem com que o plasma se expanda, resultando em uma mudana em seu fluxo magntico. Essa mudana no fluxo magntico do plasma interage com os ms ao redor da mquina, aumentando ainda mais o fluxo magntico e iniciando um fluxo de eletricidade atravs das bobinas, um processo explicado pela bem conhecida Lei de Induo de Faraday.

“Nosso dispositivo recaptura eletricidade diretamente; ele no usa calor para criar vapor para girar uma turbina, nem requer a imensa entrada de energia dos ms supercondutores criognicos. Nossa abordagem tcnica reduz a perda de eficincia, que essencial para nossa capacidade de comercializar eletricidade de fuso a custos muito baixos,” afirma a empresa.

A empresa tambm j construiu um m capaz de superar os 10 teslas e sustentar plasmas com tempos de vida na casa dos milissegundos – esse eletrom, j operacional, funciona com 95% de eficincia.

Empresa promete fus

O reator Trenta atual demora 10 minutos para gerar cada pulso, mas o futuro Polaris dever gerar um pulso por segundo (1 Hz).
[Imagem: Helion Energy]

Hlio-3

Um dos desafios para que o plano da Helion funcione conseguir o combustvel para seu reator. No existe muito hlio-3 na Terra, com as ideias mais promissoras incluindo fazer minerao de hlio-3 na Lua.

Mas a empresa quer ser autossuficiente, ento essa ser a principal funo do novo reator Polaris, que ser basicamente construdo para produzir hlio-3 por meio da fuso de deutrio-deutrio, dispensando a necessidade das viagens espaciais.

“A produo de hlio-3 a um custo menor possvel porque o Polaris ir recuperar diretamente a eletricidade de entrada restante, bem como novas reaes de fuso, eliminando os altos custos normalmente associados produo de hlio-3. Juntamente com o hlio-3, o Polaris tambm dever gerar uma pequena quantidade de eletricidade lquida como um subproduto de suas reaes de fuso,” garante a empresa.

Com um cronograma to definido e precisando ser cumprido para garantir a entrada dos US$1,7 bilho adicionais, a Helion se torna uma concorrente direta do reator SPARC do MIT, que promete a fuso nuclear sustentada para 2025.


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