A fusão nuclear encontrou seu Santo Graal no caminho para as usinas elétricas comerciais

Se tudo correr conforme o previsto, a primeira usina elétrica comercial equipada com reatores de fusão nuclear começará a surgir durante a década de 2060. Pelo menos, essa é a previsão da EUROfusion, o consórcio europeu que promove o desenvolvimento da energia de fusão.

Os obstáculos que eles precisarão superar para alcançar esse objetivo são numerosos e complexos, incluindo a necessidade de controlar, sustentar e estabilizar o plasma, produzir trítio dentro do reator e eliminar as impurezas resultantes da reação.

Os cientistas que trabalham no desenvolvimento da energia de fusão por confinamento magnético estão enfrentando esses desafios, e as inovações que estão surgindo nos permitem encarar o futuro com um otimismo moderado e justificado.

No entanto, há um desafio ainda maior que não superamos: para que a energia de fusão comercial se torne uma realidade, é essencial desenvolver novos materiais que suportem as exigências extremas dessa tecnologia.

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Físicos e engenheiros que trabalham no desenvolvimento da energia de fusão nuclear e estudaram sobre a reação e o comportamento do plasma descobriram algo preocupante.

Os materiais ideais para alguns componentes do reator ainda não existem, mas podem ser desenvolvidos.

Este é justamente o principal objetivo do projeto IFMIF-DONES, que já está em andamento em Escúzar (Granada).

Outros materiais já estão disponíveis, mas precisam ser identificados e testados para confirmar se realmente atendem às necessidades do reator em uma usina elétrica comercial.

Fusão nuclear e usina elétrica comercial

O tungstênio, também conhecido como volfrâmio (W), é um metal relativamente raro na crosta terrestre. É muito denso e extremamente duro (no sentido de resistência a ser riscado).

Contudo, sua característica físico-química mais notável é ter o ponto de fusão mais alto de todos os metais da tabela periódica, alcançando impressionantes 3.422 °C.

Ele possui uma vasta gama de aplicações e, curiosamente, desde a Segunda Guerra Mundial, teve uma alta valorização. Isso por conta da sua eficácia na blindagem de veículos e na fabricação de munições.

Focando no seu papel no ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), o reator experimental de fusão nuclear em construção por um consórcio internacional em Cadarache, França, e nas futuras máquinas de fusão nuclear, o tungstênio se destaca como um verdadeiro tesouro.

Além de possuir o ponto de fusão mais elevado entre os metais, ele também apresenta alta condutividade térmica. Traz uma baixa ativação sob impacto de nêutrons de alta energia e mínima interação com o combustível utilizado nos reatores de fusão.

Tungstênio

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O tungstênio, ou volfrâmio (W), é um metal relativamente raro na crosta terrestre. É altamente denso e extremamente resistente, mas não derrete tão facilmente.

Essas propriedades fazem do tungstênio o material ideal para revestir os componentes do reator mais expostos ao plasma. Afinal, ele atinge temperaturas de pelo menos 150 milhões de graus Celsius.

Ele serve para diversos componentes, incluindo os escudos térmicos do revestimento interno da câmara de vácuo do reator, sensores de diagnóstico e o divertor, que funciona como um “tubo de escape” para retirar as impurezas em forma de cinzas. Elas vêm da interação do plasma com a camada mais exposta do manto.

Embora o tungstênio tenha essas vantagens, seu uso apresenta um desafio significativo. Sua extrema dureza dificulta e encarece a usinagem com máquinas de corte por controle numérico computadorizado (CNC).

Felizmente, a síntese de volfrâmio através da interação de gases e deposição química oferece uma grande oportunidade para fabricar escudos térmicos, permitindo que os pesquisadores superem as limitações das máquinas CNC.

O tungstênio ganha popularidade há mais de oito décadas, e a fusão nuclear está reforçando sua importância, solidificando sua posição como um dos metais mais cobiçados.

Agora, ele pode ter um papel decisivo na inclusão da fusão nuclear em uma usina elétrica comercial.

Fonte: Click Petróleo e Gás

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