Durante décadas, os humanos têm tentado aproveitar o poder das estrelas para gerar eletricidade aqui na Terra. E durante quase o mesmo tempo, sempre pareceu que seriam necessários apenas 10 anos para atingir esse objetivo.
Agora, várias startups estão mais próximas do que nunca, correndo para construir um reator de fusão que possa alimentar a rede.
As startups de fusão levantaram mais de US$ 10 bilhões em investimentos, com mais de uma dúzia levantando mais de US$ 100 milhões. Uma série de grandes rondas de financiamento foram concluídas no ano passado, à medida que os investidores eram atraídos para a indústria, à medida que as necessidades energéticas dos centros de dados aumentavam e as startups de convergência se aproximavam da linha de chegada.
O núcleo da geração de energia por fusão nuclear é produzir eletricidade usando a energia liberada quando os átomos se fundem. Há décadas que os humanos sabem fundir átomos, desde a bomba de hidrogénio, um exemplo de fusão nuclear descontrolada, até aos numerosos dispositivos de fusão instalados em laboratórios de todo o mundo. O dispositivo experimental de fusão foi capaz de controlar a fusão nuclear e gerar mais energia do que o necessário para desencadear a reação.
Mas nenhum deles conseguiu produzir excedente suficiente para construir uma central eléctrica.
Para resolver esses problemas, as startups de convergência estão tentando diversas abordagens. Os especialistas têm opiniões diversas sobre o que tem maior probabilidade de sucesso, mas a indústria ainda está na sua infância e nada pode ser garantido.
Abaixo está uma breve visão geral das principais abordagens para a geração de energia de fusão.
Evento de crise tecnológica
São Francisco, Califórnia
|
13 a 15 de outubro de 2026
auto-prisão
O confinamento magnético é uma das tecnologias mais utilizadas, utilizando fortes campos magnéticos para confinar o plasma, a sopa de partículas superaquecidas no coração de um dispositivo de fusão.
O ímã deve ser incrivelmente forte. Por exemplo, a Commonwealth Fusion Systems (CFS) está montando ímãs que podem gerar um campo magnético de 20 Tesla, cerca de 13 vezes mais forte do que um aparelho de ressonância magnética típico. Para lidar com a quantidade de eletricidade necessária, os ímãs são feitos de supercondutores de alta temperatura, mas devem ser resfriados a –253˚C (–423˚F) usando hélio líquido.
A CFS está atualmente construindo uma unidade de demonstração chamada Sparc em Massachusetts em um cronograma muito mais rápido. A empresa espera estar operacional até o final de 2026 e, se tudo correr bem, a construção da Arc, uma usina de escala comercial na Virgínia, começará em 2027 ou 2028.
Existem dois tipos principais de dispositivos de fusão que utilizam confinamento magnético: tokamak e stellarator.
O tokamak foi teorizado pela primeira vez por cientistas soviéticos na década de 1950 e tem sido amplamente estudado desde então. O Tokamak vem em dois formatos básicos: um donut com perfil em forma de D e uma esfera com um pequeno orifício no centro. O Joint European Torus (JET) e o ITER são dois tokamaks experimentais notáveis. O JET operou no Reino Unido de 1983 a 2023, enquanto o ITER deverá iniciar operações em França no final da década de 2030.
A Tokamak Energy, com sede no Reino Unido, está trabalhando em um projeto de tokamak esférico. A máquina experimental ST40 está atualmente passando por atualizações.
Stellarators são outro tipo importante de dispositivo de confinamento magnético. É semelhante a um tokamak porque contém o plasma dentro de um formato de donut. Mas, ao contrário dos aspectos geométricos do tokamak, a forma de estrela gira e gira. A forma irregular é determinada modelando o comportamento do plasma e ajustando o campo magnético às suas propriedades, em vez de forçá-lo a ter uma forma regular.
Wendelstein 7-X, um grande estelar com bobinas supercondutoras modulares operado pelo Instituto Max Planck de Física de Plasmas. Várias startups também estão desenvolvendo seus próprios stellarators, incluindo Proxima Fusion, Renaissance Fusion, Thea Energy e Type One Energy.
confinamento inercial
Outra abordagem importante para a fusão nuclear é conhecida como confinamento inercial, que comprime os grãos de combustível até que os átomos dentro deles se libertem.
A maioria dos projetos de vedação inercial usa pulsos de luz laser para comprimir pellets de combustível. Vários feixes de laser são disparados simultaneamente e os pulsos de luz convergem nas pastilhas de combustível de todos os ângulos simultaneamente.
Até agora, o confinamento inercial é a única abordagem que quebrou o marco científico do ponto de equilíbrio, onde uma reação liberta mais energia do que consome. Esses experimentos foram realizados no National Ignition Facility (NIF) do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia. Em particular, as medições para determinar os pontos de equilíbrio científicos não incluem coisas como a electricidade necessária para alimentar as instalações experimentais.
Ainda assim, quase uma dúzia de startups vêem promessas suficientes para projetar reatores nucleares em ambientes com limitação inercial. Focused Energy, Inertia Enterprises, Marvel Fusion e Xcimer são exemplos notáveis que usam lasers.
Porém, existem duas empresas que não utilizam lasers. First Light Fusion, que propõe o uso de pistões, e Pacific Fusion, que planeja usar pulsos eletromagnéticos em vez de lasers.
mais por vir
Estas são as duas principais abordagens da fusão nuclear, embora não sejam as únicas. Em breve adicionaremos mais detalhes sobre projetos alternativos, incluindo fusão de alvo magnetizado, confinamento magnetoeletrostático e fusão catalisada por múon.
