Reactor nuclear de fusão

[Tó Miguel]

concluído o tratado que permite construir reactor nuclear de fusão
seis países e a união europeia assinaram ontem em paris o acordo sobre a construção do iter (reactor termonuclear experimental internacional, na sigla inglesa). este é um dos projectos científicos mais ambiciosos da história. ele prevê, a um custo projectado de 10 mil milhões de euros, a construção de uma central nuclear de fusão, por enquanto experimental, que deverá revolucionar a produção de energia mundial na segunda metade deste século. para além da ue, os signatários são: estados unidos, rússia, coreia do sul, china, japão e índia.

"é a vitória do interesse geral da humanidade", disse o presidente da frança, jacques chirac, na cerimónia de assinatura. "estendemos a mão às gerações futuras, em nome da solidariedade e da responsabilidade", acrescentou o líder francês.

o presidente da comissão europeia, durão barroso, salientou por seu turno que se trata "de uma aventura a todos os títulos excepcional". barroso mencionou as vantagens que este projecto tem para os europeus, nomeadamente reduzindo a longo prazo as fortes dependências energéticas da ue e eventualmente ajudando a resolver o grave problema do aquecimento global.

a localização tinha sido decidida em meados de 2005, após anos de negociação deste projecto internacional. o reactor experimental ficará em caradache, a 60 quilómetros da cidade francesa de marselha, num local onde a frança instalou no passado outros laboratórios de investigação nuclear.

os países da ue pagam metade do projecto e a frança fará um esforço importante, sendo responsável por 12% da factura. muitas das peças do iter serão construídas nos países signatários e enviadas depois para frança. apesar do optimismo dos políticos, a fase industrial desta tecnologia está, no mínimo, a um horizonte superior a 20 anos.

o iter é uma máquina de grande complexidade. quando estiver desenvolvida a tecnologia, será possível produzir grandes quantidades de energia, usando combustíveis que se encontram na natureza em quantidades praticamente ilimitadas, nomeadamente deutério, que existe na água numa proporção de 40 miligramas por litro. esta produção de energia seria "limpa", ou seja, com escassos resíduos perigosos, e não terá impactos negativos, tais como os indesejáveis gases de efeito de estufa das fontes energéticas actualmente mais usadas.

questões práticas

com o acordo de ontem, poderá iniciar-se já em 2008 a construção do reactor experimental, sendo criados 1500 postos de trabalho. haverá, no total, mil postos de trabalho de investigação, dos quais 200 ficarão para os japoneses.•
esta fase inicial levará uma década a concluir, começando a exploração do iter apenas em 2018. só em 2030 será construído um "demonstrador industrial", ou seja, um reactor capaz de comprovar a viabilidade económica e tecnológica do projecto. e apenas em 2050 começará a ser produzida mais electricidade do que a que será consumida nas experiências.

as incógnitas tecnológicas e científicas são enormes. para obter o estado de plasma da matéria susceptível de produzir as reacções de fusão será preciso obter temperaturas de 100 milhões de graus centígrados. além disso, é mal conhecido este estado de plasma. a máquina em si baseia-se num desenho russo, denominado tokamak, que inclui uma câmara de vácuo onde corre um poderoso campo magnético.•
nos termos deste tratado internacional, os estados unidos, japão, rússia, china e coreia pagarão, cada um, 10% do projecto e a índia (que aderiu ao iter apenas em dezembro), pagará a reserva estratégica de 500 milhões de euros. a sede da empresa será em barcelona, mas o projecto não pertence aos europeus, pois os países signatários partilham a tecnologia.

http://dn.sapo.pt/2006/11/22/economia/c ... strui.html

[Tó Miguel]

na fusão nuclear, dois ou mais núcleos atómicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atómico. a fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente liberta muito mais energia que consome. quando ocorre com elementos mais leves que o ferro e o níquel (que possuem as maiores forças de coesão nuclear de todos os átomos, sendo portanto mais estáveis) ela geralmente liberta energia, e com elementos mais pesados ela consome.



o sol, um reactor de fusão natural
o principal tipo de fusão que ocorre no interior das estrelas é o de hidrogénio em hélio, onde quatro protões se fundem numa partícula alfa (um núcleo de hélio), liberando dois positrões, dois neutrinos e energia. mas dentro desse processo ocorrem várias reacções individuais, que variam de acordo com a massa da estrela. para estrelas do tamanho do sol ou menores, a cadeia protão-protão é a reacção dominante. em estrelas mais pesadas, predomina o ciclo cno.
vale ressaltar que há conservação da energia, e, portanto, pode-se calcular a massa dos quatro protões e o núcleo de hélio, e subtrair a soma das massas das partículas iniciais daquela do produto desta reacção nuclear para calcular a massa/energia emitida.
utilizando a equação e=mc2, pode-se calcular a energia liberada, oriunda da diferença de massa. uma vez que o valor do "c" é muito grande ( aprox. 3 . 108 m/s ), mesmo uma massa muito pequena corresponde a uma enorme quantidade de energia. é este facto que levou muitos engenheiros e cientistas a iniciar projectos para o desenvolvimento de reactores de fusão para gerar electricidade. (por exemplo, a fusão de poucos cm3 de deutério, um isótopo de hidrogénio, produziria uma energia equivalente àquela produzida pela queima de 20 toneladas de carvão).

http://pt.wikipedia.org/wiki/fus%c3%a3o_nuclear

[Tó Miguel]

requerimentos para a fusão

uma substancial barreira de energia deve ser vencida antes que a fusão possa ocorrer. as grandes distâncias, dois núcleos expostos se repelem mutuamente devido a força electrostática que actua entre seus prótons positivamente carregados. se o núcleo puder ser unido bastante junto porém, a barreira electrostática pode ser sobrepujada pela força nuclear forte a qual é mais poderosa a curta distância do que a repulsão electromagnética.
quando um nucleon tal como o próton ou nêutron é adicionado a um núcleo, ele é atraído pelos outros nucleons, mas principalmente por seus vizinhos imediatos devido a força de curto alcance. os nucleons no interior do núcleo têm mais vizinhos do que aqueles na sua superfície. desde que núcleos menores têm uma grande razão de superfície para volume, a energia de ligação por nucleon devido a força nuclear forte geralmente aumenta como o aumento do tamanho do núcleo, mas atinge um valor limite que corresponde a vizinhança do nucleon totalmente preenchida.
a força electrostática, por outro lado, é uma força proporcional ao inverso do quadrado da distância, então um próton adicionado ao núcleo ira sentir uma repulsão electrostática de todos os prótons no núcleo. a energia electrostática por nucleon devido à força electrostática, portanto irá aumentar independente do tamanho núcleo.

http://pt.wikipedia.org/wiki/fus%c3%a3o_nuclear

[Tó Miguel]

maior reactor de fusão nuclear do mundo será construído na frança - estadão on-line - 25/05/06a união europeia e seis potências mundiais deram nesta quarta-feira (24) sinal verde para a construção, a partir de 2016, do maior reactor experimental de fusão nuclear do mundo, o iter, com orçamento inicial de 5 biliões de euros.

o projecto científico internacional é o maior do mundo e tem suas origens em 1988. o programa prevê a participação de ue - união europeia, japão, estados unidos, china, rússia, coreia do sul e índia, aglutinando esforços na pesquisa da fusão nuclear.

do custo inicial para a construção do iter, em valores do ano 2000, a ue financiará cerca de 50% (dos quais a frança entrará com 10% e os 40% restantes ficarão a cargo da comissão europeia - ce).•

nos 30 anos de construção e exploração do reator experimental, que se tornará operacional até 2036 e onde trabalharão dois mil cientistas, a ue destinará ao projecto cerca de 10 biliões de euros

no orçamento total, estão incluídos os custos do desmantelamento do reactor e de acções de segurança ambiental na cidade francesa de cadarache (sudeste do país), onde será erguido, após o período de exploração.•

a fusão nuclear produz energia do mesmo modo que o sol e outras estrelas. pesquisas científicas já mostraram que a reacção pode ser reproduzida na terra, e essa é uma das apostas como tecnologia do futuro para gerar energia eléctrica renovável, limpa e barata, com variadas aplicações.•

o potencial da fusão nuclear "é enorme" para a ue, assegurou o director do programa de pesquisa em energia da ce, pablo fernández ruiz. ele lembrou que a europa importa 50% de sua energia do exterior e, caso a tendência actual seja mantida, o percentual aumentará para 70% até 2030.•

com a fusão nuclear, que permite unir de forma ordenada átomos de hidrogénio, a europa poderia diminuir consideravelmente sua dependência energética em relação ao exterior.•

no iter (reator experimental termonuclear internacional), os pesquisadores internacionais estudarão a obtenção de energia através da fusão nuclear por um longo período de tempo. isso permitiria construir centrais eléctricas de produção contínua, limitando a dependência de energia.•

a assinatura do acordo encerra as intensas negociações sobre o projecto. o japão havia desistido de instalar o reactor na cidade de rokkasho-mura.


em 1988, cientistas e analistas da comunidade econômica européia, dos estados unidos, da união soviética e do japão deram a partida no projecto de desenvolvimento de um reactor experimental termonuclear, que deveria ter ficado pronto no final de 1990.•
a cooperação entre os três países e a cee (actual ue) recebeu o apoio da agência internacional de energia atómica. esse foi o primeiro passo para explorar e comercializar a fusão termonuclear como fonte energética inesgotável e limpa. (efe/ estadão on-line)

http://www.valeverde.org.br/html/clipp2 ... ia=energia

[Tó Miguel]

não são poluentes



http://www.efda.org/multimedia/download ... tugese.pdf

[Tó Miguel]

vantagens da fusão
na terra, o combustível para os reactores de fusão será constituído por duas formas (isótopos) de gás hidrogénio: deutério e trítio. existem aproximadamente 33 miligramas de deutério em cada litro de água. se todo o deutério existente num litro de água fundisse com trítio, forneceria energia equivalente a 340 litros de gasolina! a quantidade natural de trítio na terra é extremamente baixa, por isso o trítio para o reactor de fusão será produzido a partir do lítio: um metal abundante e leve.

além do fornecimento de combustível quase ilimitado, não será necessário nenhum transporte de materiais radioactivos para o funcionamento quotidiano da central eléctrica de fusão. a central é inerentemente segura, com a impossibilidade de acidentes de fusão e de fugas. o processo de fusão não criará gases de efeito de estufa ou resíduos radioactivos de grande duração. a energia da fusão pode oferecer um fornecimento de energia de potência de base contínua que é sustentável e de grande escala.

[Tó Miguel]

tecnologia tokamak
para produzir a fusão, o trítio e o deutério devem ser aquecidos a 15 milhões de ºc, resultando num ‘gás electricamente carregado’ de temperatura elevada chamado plasma. para uma energia de fusão contínua, o plasma deve ser controlado, aquecido e contido com campos magnéticos potentes.

a experiência iter terá o maior tokamak do mundo. o tokamak é um toro ou dispositivo em forma de ‘doughnut’. o primeiro tokamak foi concebido em moscovo nos anos 60 e foi desenvolvido especialmente para criar um confinamento magnético inteligente, mas complexo para conter plasma de alta energia.

[Tó Miguel]

experiência europeia
há 50 anos que a europa tem sido um líder na investigação da fusão.

toda a investigação sobre fusão na europa é coordenada pela comissão europeia. os fundos são oriundos do programa-quadro euratom da comunidade e fundos nacionais dos estados-membros e suíça. a coordenação e a continuidade a longo prazo estão garantidas por contratos entre a euratom e os parceiros nacionais.

esta abordagem conjunta permitiu a todos os países europeus participar e contribuir na maior experiência de fusão actualmente com maior sucesso no mundo – jet (o joint european torus). a concepção de base do iter é a continuação do dispositivo jet.

http://ec.europa.eu/research/leaflets/i ... 90_pt.html

[ventoinhas]

o assunto é tao serio complexo e incognito em relaçao a posteriores ameacas ao meio hambiente que nao e o ventoinhas que se hablita a fazer comentarios mas mudando de assunto e em relaçao ao ciclo natural vegetal se todos os portugueses conhececem debroussailleuse à fleaux ou flail mower haveria certamente menos de incendios

[Fry]

ola amigo ventoinhas

pelo que se constacta, têns raizes de cultura francófona, daí a natural dificuldade em redigir algumas palavras na lingua de camões. será exigir-te muito, se te pedirmos, que ao menos uses a pontuação na construção das frases? sem virgulas, obrigas-nos a ler repetidamente os textos, para chegarmos a alguma conclusão.

abraço amigo

[Wilson]

vantagens da fusão
na terra, o combustível para os reactores de fusão ... a central é inerentemente segura, com a impossibilidade de acidentes de fusão e de fugas....o processo de fusão não criará gases de efeito de estufa ou resíduos radioactivos de grande duração. a energia da fusão pode oferecer um fornecimento de energia de potência de base contínua que é sustentável e de grande escala.

fusão nuclear gera calor ? certamente que sim e isso contribui para a poluição atmosférica. mas o interessante também que nesses processos de ração usa-se um "processo é bem medieval" de transferência térmica, que é o resfriamento o vapor de água, o vapor super-aquecido move uma caldeira e depois é resfriado para novo ciclo. e o que faz essa troca, geralmente usa-se uma fonte inesgotável ( um pequeno rio ).

(depois termino)

[escalavardo]

sim wilson, e o problema não é apenas a transferência térmica, que passa para o rio.. existe outro problema que tem a ver com o facto de que a água que é bombeada do rio tem de ser esterelizada antes de entrar no "radiador" da central, para evitar a criação de lismos que iriam colmatar e danificar os equipamentos..

essa esterelização é feita normalmente com grandes quantidades de cloro, que garantem um ataque rápido e eficaz.

agora vem o problema.. desclorização quase ninguém faz depois de usarem a água.. ou seja, é devolvida ao rio com o cloro que tinha sido adicionado antes..

logo o aumento da temperatura nas águas do rio é o que menos me preocupa..

[Tó Miguel]

parece que a água é reutilizada depois de arrefecida (já li isto algures mas não encontrei para indicar aqui) no entanto é lógico e económico, não gerando esse problema pois as perdas serão pela evaporação e aí parece que temos o problema do cloro resolvido ou não será assim

[Wilson]

sim wilson, e o problema não é apenas a transferência térmica, ....
logo o aumento da temperatura nas águas do rio é o que menos me preocupa..

o que eu quero passar, é que um projeto que não conta com o potencial hidro-termico é falho, não utilizar integralmente esse potencial de uma usina atômica é perder dinheiro. por exemplo, um acordo entre a usina e a prefeitura da cidade mais próxima, poderia garantir o fornecimento de água pré-aquecida para consumo dos cidadãos, em banhos quentes o que evitaria o uso de aquecedores elétricos ou queima de lenha, nesse sentido, creio que só isso , mesmo que primitivo tal ideia, se usando a transferência térmica diretamente na forma de calor, em alguns lugares, economizaria mais energia quanto a gerada na termoelétrica, em pequim p/exemplo seriaa bem aplicavel porque não precisariam produzir eletricidade para aquecer a agua de consumo domestico. (eles vendem agua quente) .


sistema integrado de captura térmica

[escalavardo]

sim a ideia parece-me boa, mas iria aumentar o investimento, de forma a colocar uma eta (estação de tratamento de águas) logo à entrada das instalações. depois era necessário utilizar materiais nas canalizações que evitassem a perda de calor, para que a água chegasse aos utilizadores o mais quente possível.

ora isso implicaria muita coisa, e nenhuma cidade está disposta a fazer um investimento desses, e concerteza os promotores da central também não iriam suportar esse investimento.. além disso a cidade teria de ser bem perto da central, e ninguém quer isso à porta..

seria como criar uma cidade nova, em que as pessoas não teriam problemas com o nimby.. enfim, só num mundo perfeito.

[Tó Miguel]

sou da mesma opinião o aproveitamento das águas quentes é bem vista

[Wilson]

sim wilson, e o problema não é apenas a transferência térmica, ....
logo o aumento da temperatura nas águas do rio é o que menos me preocupa..

o que eu quero passar, é que um projeto que não conta com o potencial hidro-termico é falho, não utilizar integralmente esse potencial de uma usina atômica é perder dinheiro. por exemplo, um acordo entre a usina e a prefeitura da cidade mais próxima, poderia garantir o fornecimento de água pré-aquecida para consumo dos cidadãos, em banhos quentes o que evitaria o uso de aquecedores elétricos ou queima de lenha, nesse sentido, creio que só isso , mesmo que primitivo tal ideia, se usando a transferência térmica diretamente na forma de calor, em alguns lugares, economizaria mais energia quanto a gerada na termoelétrica, em pequim p/exemplo seriaa bem aplicavel porque não precisariam produzir eletricidade para aquecer a agua de consumo domestico. (eles vendem agua quente) .


sistema integrado de captura térmica

vejam, que agora mesmo existe um projeto de james lovelock para o golfo do méxico que consta um intercambio de temperatura das águas de superfície com as profundas. para a convecção pretendida por meio de tubos vão precisar da circulação o que resultará de um consumo muito grande de energia, desse modo a mais indicada é a energia nuclear e já existe um processo de bombeamento direto em que o reator já estaria imerso na próprio meio marinho.

[Nelson34]

vi na holanda que a cidade próxima da central eléctrica, tem tubagens de circulação de agua quente que é usada para o aquecimento central das casas. as casas além de uma ligação à rede eléctrica e rede de telefones tinham também ligação a essa outra rede. quanto isso lhes custa não sei, mas não resolve o problema do que fazer com a agua quente da central,e eles têm uma cota anual da quantidade de agua quente que podem enviar para os canais/rios/mar , ao se lançar muita agua quente nesses locais destruimos os ecossistemas desses locais,provocamos o desaparecimento de algumas formas de vida e o crescimento descontrolado de outras.

cumps.

[Wilson]

vi na holanda que a cidade próxima da central eléctrica, tem tubagens de circulação de agua quente que é usada para o aquecimento central das casas. as casas além de uma ligação à rede eléctrica e rede de telefones tinham também ligação a essa outra rede. quanto isso lhes custa não sei, mas não resolve o problema do que fazer com a agua quente da central,e eles têm uma cota anual da quantidade de agua quente que podem enviar para os canais/rios/mar , ao se lançar muita agua quente nesses locais destruimos os ecossistemas desses locais,provocamos o desaparecimento de algumas formas de vida e o crescimento descontrolado de outras.

cumps.

justamente essa é a idéia, só que a preocupação não é dar um fim ao aquecimento das usinas (como na holanda) e sim usar do aquecimento (da fissão ) para transformar em trabalho e a energia usada nesse processo será utilizada integralmente como trabalho para promover a circulação das águas mais profundas com as de superfície, nesse caso o resultado ou seja ganho do esfriamento é bem maior.

[consultor]

vi na holanda que a cidade próxima da central eléctrica, tem tubagens de circulação de agua quente que é usada para o aquecimento central das casas.

e também em cidades com clima muito frio no inverno, tubagens por baixo do pavimento das ruas, para tentar mantê-las sem neve/gelo.