Fusion Reactor

Contexto e história

ITER (originalmente uma sigla para Reator Termonuclear Experimental Internacional, e também significando 'o caminho' ou 'a via' em latim) é um projeto internacional de pesquisa e engenharia de fusão nuclear. A cooperação internacional inicial começou em 1978 com o Reator Tokamak Internacional, ou INTOR, que tinha quatro parceiros: a União Soviética, a Comunidade Europeia de Energia Atômica, os Estados Unidos e o Japão. O projeto INTOR estagnou até que Mikhail Gorbachev reavivou o interesse em um projeto colaborativo de fusão em uma reunião de outubro de 1985 com o presidente francês François Mitterrand, e a ideia foi desenvolvida em novembro de 1985 na Cúpula de Genebra com Ronald Reagan. Em 21 de novembro de 2006, os sete parceiros do projeto concordaram formalmente em financiar a criação de um reator de fusão nuclear. O ITER é financiado e operado por sete partes membros: China, União Europeia (UE), Índia, Japão, Rússia, Coreia do Sul e Estados Unidos. Imediatamente após o Brexit, o Reino Unido continuou a participar através do programa Fusion for Energy (F4E) da UE até setembro de 2023. A Suíça participou através da Euratom e da F4E até 2021, embora esteja prestes a reingressar em 2026 após negociações subsequentes com a UE. O ITER também tem acordos de cooperação com Austrália, Canadá, Cazaquistão e Tailândia. A construção do complexo do ITER na França começou em 2013, e a montagem do tokamak começou em 2020. O orçamento inicial era de quase €6 bilhões, mas o preço total da construção e operação está projetado entre €18 e €22 bilhões; outras estimativas colocam o custo total entre US$45 bilhões e US$65 bilhões, embora esses números sejam contestados pelo ITER. Independentemente do custo final, o ITER já foi descrito como o experimento científico mais caro de todos os tempos, o projeto de engenharia mais complicado da história humana e uma das colaborações humanas mais ambiciosas desde o desenvolvimento da Estação Espacial Internacional e do Grande Colisor de Hádrons.

Guia do leitor

Um dos principais objetivos do ITER é alcançar um estado de 'plasma em combustão'. Plasma em combustão é o estado do plasma quando mais de 50% da energia recebida para aquecimento do plasma é recebida de reações de fusão (não de fontes externas). Nenhum reator de fusão havia criado um plasma em combustão até que o projeto concorrente NIF atingiu o marco em 8 de agosto de 2021 usando confinamento inercial. Em valores mais altos de QDT, partes progressivamente maiores da potência de aquecimento do plasma serão produzidas por reações de fusão. Isso reduz a potência necessária dos sistemas de aquecimento externo em valores altos de QDT. Quanto maior um tokamak, mais energia produzida pela reação de fusão é preservada para o aquecimento interno do plasma (e menos aquecimento externo é necessário), o que também melhora seu valor Q. É assim que o ITER planeja escalar seu reator tokamak. O ITER não produzirá eletricidade. Produzir eletricidade a partir de fontes térmicas é um processo bem conhecido e o ITER não funcionará com produção significativa contínua de energia de fusão. Adicionar produção de eletricidade ao ITER aumentaria o custo do projeto e não traria valor para os experimentos no tokamak. Os reatores da classe DEMO que estão planejados para suceder o ITER têm a intenção de demonstrar a produção líquida de eletricidade.

Você sabia?

• O melhor resultado alcançado em um tokamak é Q = 0,67 no tokamak JET.
• O melhor resultado alcançado para fusão em geral é Q = 4,13, alcançado em um experimento de fusão por confinamento inercial pela National Ignition Facility em abril de 2025.