Fusion reactor tokamak

O tokamak é um reator de fusão nuclear que confina plasma magnético para gerar energia limpa, com projetos como ITER e JET.

Sobre o tema

O reator de fusão tipo tokamak foi concebido nos anos 1950 pelos físicos soviéticos Igor Tamm e Andrei Sakharov. Seu nome é um acrônimo russo para 'câmara toroidal com bobinas magnéticas'. O princípio básico consiste em aquecer uma mistura de deutério e trítio a temperaturas superiores a 150 milhões de graus Celsius, formando um plasma que é confinado por campos magnéticos helicoidais dentro de uma câmara em forma de rosquinha (toroide). Esse confinamento impede que o plasma toque as paredes do reator, pois o contato causaria perda de energia e danos estruturais.

O maior e mais ambicioso projeto de tokamak em construção é o ITER, na França, uma colaboração entre 35 países. Seu objetivo é produzir 500 MW de potência de fusão a partir de 50 MW de entrada, demonstrando a viabilidade da fusão como fonte de energia. O primeiro plasma do ITER está previsto para 2025, com operação completa de fusão por volta de 2035. Outros tokamaks importantes incluem o JET (Reino Unido), que detém o recorde de potência de fusão (16 MW em 1997), e os experimentos EAST (China) e KSTAR (Coreia do Sul), que investigam plasmas de longa duração.

A fusão nuclear oferece vantagens significativas: combustível abundante (deutério extraído da água, trítio gerado no próprio reator a partir de lítio), nenhuma emissão de CO2, resíduos radiativos de meia-vida curta e risco quase nulo de acidentes nucleares. No entanto, desafios técnicos persistem, como o desenvolvimento de materiais capazes de suportar o intenso fluxo de nêutrons, a produção sustentável de trítio e a operação estável por longos períodos. Estimativas apontam que usinas de fusão comerciais poderiam começar a operar a partir de 2050, complementando fontes renováveis e fissão nuclear no combate às mudanças climáticas.

Perguntas frequentes

Como funciona um tokamak?

Um tokamak aquece uma mistura de deutério e trítio a temperaturas extremas (acima de 150 milhões de °C), formando um plasma. Campos magnéticos helicoidais confinam esse plasma em formato toroidal, impedindo que toque as paredes do reator.

Qual a temperatura no interior de um tokamak?

O plasma de fusão no tokamak atinge temperaturas superiores a 150 milhões de graus Celsius, cerca de 10 vezes mais quente que o núcleo do Sol.

Quando a fusão comercial será viável?

Projetos como ITER e DEMO visam demonstrar a viabilidade técnica e econômica. Espera-se que usinas comerciais de fusão comecem a operar por volta de 2050, após décadas de pesquisa e desenvolvimento.