Carta aberta aos senhores Charpak, Balibar,
Treiner
21 de agosto de 2010
Jean-Pierre Petit
Ex-diretor de pesquisa do CNRS
especialista em física de plasmas (ainda em atividade)
BP 55, 84122 Pertuis
Pertuis, 21 de agosto de 2010
aos senhores
Georges Charpak
, prêmio Nobel de Física
(
Academia das Ciências de Paris)
Jacques Treiner
(Universidade Pierre e Marie Curie)
Sébastien Balibar
(Escola Normal Superior)
Anexo:
a carta do professor Valentin Smirnov de 2007,
diretor do Instituto de Fusão Nuclear no Instituto Kurtchatov de Altas Temperaturas de Moscou,
sempre sem destinatário.
Senhores,
Li na imprensa suas posições contra o projeto ITER.
Daqui a trinta anos, quando o fracasso do projeto se tornar evidente, será fácil para essas pessoas aposentarem-se dizendo "nós nos desculpamos, nos enganamos", deixando esse bebê, que se tornou um monstro inviável, ao término de uma gestação penosa e cara, para as gerações seguintes.
De fato, como vocês destacam, o custo desse projeto vai tornar-se tão grande que representará todo o orçamento de pesquisa para as próximas vinte anos.
Repetindo uma imagem veiculada pela imprensa, simplificada para que o público em geral possa entender, parece que nos prometem colocar o sol numa panela, mas que não temos a panela em questão, e que deixamos esse "detalhe" para mais tarde, quando a viabilidade de uma fusão capaz de produzir mais energia do que consome for demonstrada, durante alguns minutos.
Um dos que já havia alertado sobre o aspecto problemático dessa busca pelo material mágico de que deveria ser feita essa panela foi o falecido Gilles De Gennes, que mostrava-se extremamente cético sobre a possibilidade de que um imã supercondutor pudesse resistir por muito tempo a um fluxo de nêutrons tão danoso.
O JET produziu reações de fusão durante um tempo da ordem de um segundo, é um fato.
Produziu 15 megawatts de energia de fusão, com uma razão
Q = energia produzida/energia injetada = 0,65
Espera-se que o ITER produza 500 MW, com um rendimento superior à unidade (Q=10), garantindo uma operação de seis minutos. Supondo que esse objetivo seja atingido, qual interesse teria essa demonstração se nenhuma solução tiver sido encontrada para impedir uma degradação rápida e extremamente cara do indispensável sistema de confinamento magnético? Como esse gerador poderia ser rentável se for necessário substituir seu imã supercondutor todas as semanas ou meses?
A imprensa mencionou a questão da parede e sua tenacidade problemática. Sabe-se que ela não sofre apenas o impacto dos nêutrons, emitidos durante as reações de fusão. Também chegam os íons de hidrogênio correspondentes às "caudas das distribuições de velocidade de Maxwell-Boltzmann", no plasma a 100 milhões de graus. O plasma de fusão é colisional e essas colisões tendem a estabelecer, em torno de uma velocidade térmica média, uma distribuição de velocidades em curva de Gauss, com íons lentos e rápidos em cada extremidade. Esses últimos ultrapassarão a barreira magnética e arrancarão íons da parede, do "primeira parede". Esses íons irão poluir o plasma, causando seu resfriamento por radiação de frechamento, que cresce como o quadrado da carga iônica envolvida (efeito temido se essa primeira parede for de tungstênio!). Essa poluição por íons pesados seria inevitável.
A dessaturação do plasma de fusão foi prevista e deveria ser assegurada ao longo das "canais" bem visíveis na base da câmara toroidal, que correspondem a uma técnica chamada "divertor". Um tal sistema nunca foi testado em tamanho real e nada garante que seja eficaz. Um problema a mais.
O sistema de dessaturação do ITER ("divertor")
Diante dessa polêmica em ascensão, o senhor
Bernard Bigot
, administrador do CEA, nos diz:
- Se não fizermos o ITER, por quais meios 9 bilhões de humanos, em 2070, poderão se abastecer de energia para atender suas necessidades? ... Como garantir à totalidade do planeta, no horizonte deste século, uma energia sustentável? ... Se conseguirmos dominar a física, encontraremos materiais capazes de resistir a um fluxo de nêutrons com energia de 14 milhões de elétrons-volts. ... Abandonar seria irracional. Os obstáculos serão dominados.
Li que vocês sugerem, ao mesmo tempo que o simples cancelamento desse projeto ITER, voltar à técnica dos reatores de nêutrons rápidos, como o Superphénix, e, em geral, às centrais chamadas de quarta geração. A técnica do reator de nêutrons rápidos é uma variante do nuclear clássico, baseada na fissão do plutônio-239. Usando um fluido refrigerante como o sódio, que permite mais facilmente a passagem dos nêutrons rápidos, em contraste com a água (pressurizada), que os detém. Opera-se por meio de bombardeio com nêutrons uma transmutação de uma cobertura fértil de U-238, que se transforma em Pu-239, com uma razão de 1,25, esse reator "produz mais plutônio do que consome".
Essa opção, cuja periculosidade foi objeto de críticas, chegou até o cancelamento do projeto, não elimina a questão da ativação das estruturas e da produção em massa de resíduos.
Lamento que vocês não mencionem, entre as outras opções possíveis, a da
fusão aneutrônica
, (na verdade muito fracamente neutronigênica, devido a reações secundárias, de importância menor), onde a mistura mais adequada é a combinação
Boro
11
- Hidrogênio
1
, produzindo três Hélio
4
e ... sem nêutrons
Enquanto a temperatura de ignição de cem milhões de graus não tivesse sido atingida (no JET inglês), a extração de energia de fusão a partir de uma mistura de deutério-trítio permanecia inatingível. A conquista realizada com a máquina inglesa JET mudou as coisas em 1991 (primeiras reações de fusão) - 1997 (obtenção de um rendimento Q = 0,64 com 15 MW de potência liberada pelas reações de fusão).
No caso dessa reação Boro - Hidrogênio, essa temperatura de ignição é de um bilhão de graus. Ora, acontece, como foi informado pelo professor Malcolm Haines em 2006, que uma temperatura atingindo 3,7 bilhões de graus foi atingida em 2005 na máquina Z da Sandia, concebida pelo professor Gerold Yonas no início dos anos 70, a condução desses trabalhos tendo sido posteriormente confiada ao professor Deeney.
Aquecimento Viscoso de Íons em um Pinch Magneto-Hidrodinamicamente Instável a Mais de 2 x 10
9
Kelvin
M. G. Haines, P. D. Le Pell, C. A. Coverdale, B. Jones, C. Deeney, and J. P. Apruzese
REVISTA FÍSICA DE LETRAS 24 de fevereiro de 2006
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Minha análise desse artigo
Uma temperatura muito mais alta provavelmente foi atingida já em 2008 na máquina ZR (a máquina Z "renovada" onde a intensidade da descarga foi elevada de 18 para 28 milhões de amperes). Ora, a temperatura atingida cresce, em princípio, como o quadrado dessa intensidade. Assim, uma temperatura de alguns bilhões de graus poderia, potencialmente, ter sido atingida com esse novo arranjo. Mas, como pude constatar, com as próprias palavras de Matzen e Mac Kee, os dois responsáveis administrativos do projeto, que vieram prestar contas de seus simples aspectos tecnológicos no colóquio das Altas Potências Pulsadas de Vilnius (setembro de 2008), onde eu...