Fusão Nuclear

Experimento Tokamak Esférico – ETE

Motivação

A motivação para o estudo de plasmas relevantes para a pesquisa em fusão nuclear reside na perspectiva de se atingir a capacidade de gerar energia de maneira eficiente, limpa e segura a partir da fusão termonuclear controlada. As reações de fusão nuclear ocorrem a partir da colisão de núcleos de átomos leves (geralmente isótopos do Hidrogênio) e liberam partículas com energia muito alta, que pode ser em parte extraída e convertida em energia elétrica. Essas reações podem ocorrer tanto em plasmas confinados magneticamente, como através de fusão inercial com a utilização de lasers de alta potência. Por utilizar insumos largamente encontrados na natureza (água do mar e lítio), a fusão nuclear representa uma fonte de energia praticamente inesgotável, limpa e bem distribuída em nosso planeta, tornando-a uma alternativa energética de grande interesse, principalmente devido à emergência climática que atravessamos.

Atuação

No INPE, esta linha de pesquisa tem como foco o ETE (Experimento Tokamak Esférico), um dispositivo para investigação de plasmas confinados magneticamente, pertencente a uma classe denominada “tokamak de baixa razão de aspecto”, que foi projetado e construído no INPE nos anos 1990. O ETE teve sua primeira descarga em novembro de 2000. Este aparato tem por objetivo explorar a física dos plasmas de baixa razão de aspecto, desenvolver diagnósticos de plasmas quentes e acompanhar os avanços internacionais na área. Para tanto, abrange atividades relacionadas a simulações numéricas, física experimental multidisciplinar, e questões de engenharia e tecnologia da informação.

Por determinação do MCTI, as atividades de P&D do INPE ligadas à área de Fusão Termonuclear Controlada, desenvolvidas desde 1986 no antigo Laboratório Associado de Plasmas - LAP, hoje absorvido pela COPDT, estão em processo de transferência gradativa para a Comissão Nacional de Energia Nuclear-CNEN, que recebeu do Ministério a incumbência de coordenar tais atividades em nosso país. Para tanto, a Rede Nacional de Fusão–RNF vem sendo reativada, sob coordenação da CNEN, com base em uma Portaria Ministerial. Futuramente, o Laboratório de Fusão Nuclear–LFN, uma infraestrutura de porte nacional, única na América Latina, deverá ser estabelecido pela CNEN em Iperó, de modo a propiciar a inserção definitiva do País no desenvolvimento da energia por Fusão Nuclear, a fim de que esta alternativa possa ser incorporada à matriz energética do País em momento oportuno.

Esquema de reação de Fusão Nuclear Deutério-Trítio (D-T)

Equipe:

Servidores do INPE:

Júlio Guimarães Ferreira, Maria Célia Ramos de Andrade (Coordenador)

Especialistas disponibilizados pela CNEN:

Edson Del Bosco, Gerson Otto Ludwig

Leitura Complementar:

• Introdução básica sobre Fusão nuclear:
  https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion

• Veja também informação sobre o Reator Experimental Termonuclear Internacional (ITER) em construção no sudeste da França:
  https://www.iter.org