Reator KSTAR da Coreia do Sul redefine os limites da fusão nuclear
Três reatores experimentais de fusão nuclear estão em destaque na Ásia, com foco no KSTAR na Coreia do Sul.
Três dos reatores experimentais de fusão nuclear mais promissores do mundo estão localizados na Ásia. O JT-60SA, que conta com a participação da Europa, está instalado em Naka, no Japão. Próximo a ele, em Hefei, na China, o CFETR (Reator de Teste de Engenharia de Fusão Chinês) está em fase de construção.
Entretanto, a atenção se volta principalmente para o KSTAR (Reator de Pesquisa Avançada de Tokamak Supercondutor da Coreia), situado em Daejeon, na Coreia do Sul.
Este reator é operado pelo Instituto Coreano de Energia de Fusão e tem como objetivo demonstrar a viabilidade da energia de fusão em escala comercial. Recentemente, alcançou um marco significativo: manteve um plasma estável em temperaturas de fusão por 102 segundos. Este feito é notável, pois estabilizar o plasma nessas condições é um grande desafio.
Os pesquisadores do KSTAR conseguiram manter o plasma em modo de alto confinamento (modo H) por 102 segundos, enquanto mantinham a temperatura do plasma em impressionantes 100 milhões de graus Celsius por 48 segundos. Esses números representam recordes importantes no campo da fusão nuclear.
Além dos resultados alcançados, é essencial compreender os métodos utilizados para atingir esses marcos. Manter uma temperatura de plasma de 100 milhões de graus Celsius ou mais é crucial, pois permite que os núcleos ionizados de deutério e trítio adquiram a energia necessária para se fundirem, superando sua repulsão elétrica natural.
Contudo, lidar com um plasma a temperaturas tão elevadas é extremamente complexo. Em reatores de confinamento magnético, como o KSTAR, um sistema de ímãs de alta potência é responsável por manter o combustível ionizado sob controle em condições extremas.
Um dos desafios enfrentados é a turbulência natural do plasma, que é especialmente intensa na camada externa. Compreender o comportamento do plasma durante os processos de fusão nuclear é fundamental para desenvolver soluções que permitam o controle e a estabilização eficaz do reator.
Um dos fatores que contribuíram para o sucesso recente do KSTAR é o novo desviador de tungstênio. Este componente é feito de aço inoxidável, com blindagens de tungstênio que resistem ao bombardeio de nêutrons de alta energia do plasma, convertendo sua energia cinética em calor, que é dissipado por meio de um sistema de resfriamento.
O tungstênio foi escolhido por ter o ponto de fusão mais alto entre os metais, atingindo 3.422 graus Celsius. Além disso, o desviador purifica o plasma, permitindo a remoção de cinzas e impurezas resultantes da fusão nuclear e da interação do plasma com a camada externa do reator.
De acordo com especialistas, o desviador de carbono anteriormente utilizado havia atingido seu limite à medida que os experimentos se intensificaram. O próximo desafio do KSTAR é operar o reator por 300 segundos a temperaturas superiores a 100 milhões de graus Celsius.
Embora essas conquistas sejam promissoras, é importante lembrar que manter um plasma estável por períodos prolongados e garantir que o reator produza mais energia do que consome continua a ser um dos maiores desafios da engenharia científica.
