ITER: uma experiência a 15 milhões de euros.

ITER:

uma experiência a 15 milhões de euros

O reator de fusão: perigoso

Lítio mais água = explosão!

O

16 de maio de 2011, uma delegação do Parlamento Europeu visitou o hotel do Rei René, em Aix-en-Provence, onde ouviu várias apresentações feitas pelos responsáveis pelo projeto ITER. Pude entregar à parlamentar Michele Rivasi 40 exemplares de um documento que havia impresso em minha casa e que representa uma versão resumida do que será lido mais adiante. A parlamentar distribuiu os materiais aos demais membros da delegação do Parlamento Europeu.

Aproximadamente 200 manifestantes anti-nucleares se concentraram diante do hotel. Eram poucos, considerando o que está em jogo, e eu era o único cientista, até mesmo o único engenheiro ou técnico presente. Os manifestantes eram os típicos ativistas anti-nucleares de base.

É verdade que pessoas como eu só despertaram após o choque provocado pelos eventos de Fukushima. Mas essa consciência, no meu caso, sobre o quanto o nuclear pode ser letal, é definitiva. Simplesmente nunca me havia feito essa pergunta. No passado, os ativistas pioneiros sofreram na própria carne os golpes das forças de ordem, granadas lacrimógenas ou granadas defensivas que causaram a morte de Michalon, manifestante contra a instalação dos reatores supergeradores de Creys-Malville, em 31 de julho de 1977, quando recebeu uma dessas granadas no peito, onde explodiu.

Hoje ainda há pessoas que se prendem aos trilhos por onde passam trens que transportam resíduos radioativos para o "centro de reprocessamento da Hague" (na verdade, um centro de extração de plutônio, onde é fabricado o combustível nuclear francês MOX, utilizado em 20 reatores na França, no reator número 3 de Fukushima e vendido ao exterior pela França). Os manifestantes são geralmente retirados com brutalidade, muitos são feridos, e lutam para que nós e nossos filhos possamos ter saúde e escapar dos interesses lucrativos dos nucleocratas.

A caravana mortal tem que passar, a qualquer custo.

Reconheço que me envergonha ter reagido tão tarde e sinto vontade de vomitar ao ver nenhum de meus colegas cientistas ou engenheiros se juntar a esta protesta legítima. A consciência do perigo absurdo do nuclear está se formando neste momento, estimulada pela catástrofe de Fukushima, e apesar do

blackout

por parte dos meios de comunicação, manipulados pelos barões do átomo.

Mas antes disso, aqueles que se manifestavam contra o nuclear eram tratados como marginais, sonhadores, quando simplesmente tinham uma visão mais clara e mais precoce da realidade.

Como veremos mais adiante, as coisas são muito piores do que se poderia imaginar.

Até agora, os argumentos contra a instalação do projeto ITER eram principalmente ambientais, se não paisagísticos. Acabei de ver um vídeo grotesco e chocante, tirado de uma apresentação do site do projeto ITER, onde a guia indica que haviam delicadamente mudado o local dos morcegos para incentivá-los a fazer seus ninhos em outro lugar. Também foi levada em conta a flora protegida.

Mas que tolice maior, quando se descobrir o que vem a seguir.

Conhecemos as críticas sobre a radioatividade do trítio, substância radioativa com meia-vida de 12,3 anos. Sim, o problema está aí e é muito real. O trítio é um isótopo do hidrogênio cujo núcleo contém um próton e dois nêutrons, ao contrário do núcleo do hidrogênio leve (um único próton) e do outro isótopo, o deutério (um próton e um nêutron). Os três são acompanhados por um único elétron. Esse elétron constitui o "cortejo eletrônico" do átomo considerado, determinando as propriedades químicas da substância.

Assim, do ponto de vista químico, o hidrogênio leve e seus dois isótopos, deutério e trítio, têm propriedades quase idênticas.

Quando o hidrogênio "pesado" se combina com oxigênio, obtém-se a molécula chamada água pesada. Todas as combinações dos três núcleos com oxigênio são possíveis, e entre elas encontramos moléculas que contêm um ou dois átomos de trítio.

Essa água rica em trítio será radioativa.

Os oponentes ao programa ITER argumentarão que, como o trítio é semelhante ao hidrogênio, é portanto extremamente difícil confiná-lo sem risco. As minúsculas moléculas de hidrogênio leve podem atravessar válvulas e juntas. Ainda pior, o hidrogênio pode atravessar paredes sólidas! O trítio é um campeão da fuga, pois atravessa juntas e a maioria dos materiais poliméricos.

Do ponto de vista biológico, não há perigo nem com o hidrogênio leve nem com o deutério. Com o trítio, é outra história. O átomo de hidrogênio tem a propriedade de se combinar com uma grande quantidade de outros átomos, formando um número considerável de moléculas tanto no reino mineral quanto no da bioquímica.

Fazendo isso, esse trítio poderá integrar as cadeias alimentares e até mesmo o DNA.

Os defensores do ITER poderão replicar que uma liberação ou vazamento de trítio, correspondente ao funcionamento da máquina-teste ou de seus descendentes, resultaria apenas em uma poluição insignificante, "não apresentando nenhum risco do ponto de vista da saúde pública".

Estamos acostumados a ouvir isso da boca de todos os nucleocratas há algumas décadas.

Outro argumento usado pelos defensores do projeto ITER: no corpo humano existem o que se chamam "os ciclos da água". Se o corpo humano absorver água de trítio, ela será rapidamente devolvida à natureza. Seu "período biológico" (de um mês a um ano) é inferior ao seu "período radiológico" (Wikipedia).

http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio

http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme

As coisas seriam diferentes se os átomos de trítio estivessem ligados, por exemplo, a moléculas de DNA. Aqui tocamos as consequências de uma contaminação de baixa dose que exerce seus efeitos a longo prazo.

Aqui, os defensores do ITER ainda se encolheriam de ombros e diriam que as quantidades de trítio são tão pequenas que passariam despercebidas... etc...

Como conclusão, pode-se dizer que não há críticas eficazes nesse campo.

É claro que está o custo do projeto, que explodiu, e a multiplicação por três do orçamento é apenas um começo fraco, como veremos adiante, juntamente com os riscos do cronograma. A pergunta crucial, e que dói:

• E a energia elétrica, quando?

Os aspectos técnico-científicos que vamos tratar a seguir tornam impossível fazer previsões, tanto quanto aos orçamentos futuros quanto aos prazos, e simplesmente em termos de viabilidade e rentabilidade.

Vamos começar, primeiramente, procurando a origem do projeto ITER

http://www.iter.org/proj/iterhistory

Lemos que este projeto resultaria de uma discussão entre Gorbachev e Reagan ocorrida em Genebra em 1985, ao final da Guerra Fria.

Reagan e Gorbachev em Genebra, em 1985

A paralisação de reservas alucinantes de dispositivos nucleares e mísseis deu ao átomo uma imagem totalmente negativa, apenas atenuada pela conotação positiva do nuclear civil. Sabemos, de fato, que um reator civil pode ser convertido em um reator plutonígeno e, assim, ser capaz de fabricar o explosivo tipo das bombas de fissão: o plutônio.

• A catástrofe de Chernobyl nos mostrou que este átomo pacífico, do qual havíamos sonhado que traria bem-estar à humanidade, podia destruir seu ambiente por um tempo ilimitado, além do tempo de vida de nossa espécie, ao mesmo tempo em que se mostrava nocivo para nossa saúde e para o capital genético da humanidade. Esses argumentos não podem passar em silêncio.

• Se incluirmos os problemas intrincáveis ligados ao armazenamento de resíduos e ao desmantelamento das centrais nucleares, do qual não temos ideia de como será feito.

• Incluímos o inevitável fenômeno da disseminação da arma nuclear.

Adicionamos também que um ano após esse encontro ocorreu Chernobyl.

Torna-se cada vez mais urgente encontrar um "átomo pacífico" que não possa servir para criar uma nova arma, e cujos resíduos sejam constituídos por um gás inofensivo: o hélio, que não possa dar lugar à disseminação de "materiais sensíveis".

Imediatamente pensamos nos geradores de fusão deutério-trítio, aos quais se atribuem todas as virtudes.

Uma energia inesgotável, diríamos. E pensar nas quantidades fenomenais de deutério e trítio (ou de lítio, a partir do qual se pode fabricar o trítio) contidos nas águas dos oceanos.

A energia proveniente da fusão é primeiramente um mito muito forte, do "átomo benfeitor", sem perigo, pacífico e de "energia ilimitada".

Incluímos uma imagem que toca o imaginário humano, o de um "sol em proveta".

O homem sempre associou grandes fenômenos da Natureza a construções mitológicas. A água que cai do céu permite boas colheitas. As civilizações pré-colombianas imploravam ao céu para que lhes desse esse líquido vital: a chuva. Mas a água também é aquela das enchentes, a que destrói, a que mata.

O mesmo ocorre com o Sol. Para os antigos egípcios, os deuses não eram outra coisa senão a manifestação da divindade central solar. Rá era o sol benfeitor que augurava boas colheitas, enquanto seu irmão Seth, o terrível deus-sol do deserto árido, era aquele que secava as colheitas e fazia morrer de sede viajantes perdidos.

Existe um mito do átomo. Quando Oppenheimer, que sabia ler sânscrito, viu pela primeira vez o fogo nuclear se desencadear diante de seus olhos, instintivamente recitou um poema indiano da Baghava Gita (versículo 33, capítulo 11), que termina com a frase:

Sou a morte, a destruidora de todos os mundos

http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita

O átomo começa a fazer parte da história, a ter um lugar no imaginário dos homens, que toma forma de um deus terrível comparável ao raio de Júpiter, ao martelo de Thor, com suas conotações bíblicas do Apocalipse, do fim do mundo.

E depois vem o tempo do átomo pacífico, que proporciona conforto e melhora da qualidade de vida. Um átomo que aquece os lares, alimenta os motores dos trens de alta velocidade que nos transportam tão confortavelmente e rapidamente.

Mas os dramas de Chernobyl e Fukushima se impõem como chamados brutais e violentos. Então o átomo se transforma em algo como uma peste branca, invisível, inodora, lentamente letal.

• Todos não morrerão, mas todos foram tocados...

Mesmo que o funcionamento das centrais pareça ocorrer sem problemas, foram constatadas incidências no plano sanitário entre funcionários que trabalham nessas centrais. Um estudo conduzido pelo INSERM (Instituto Nacional de Saúde e Pesquisa Médica francês) mostra que há duas vezes mais casos de câncer entre esses funcionários, mesmo quando os dosímetros indicam doses inferiores às normas fixadas (arbitrariamente) pela Autoridade de Segurança Nuclear.

Aqui temos o átomo civil, apesar do poderoso lobby impulsionado pelos nucleocratas, assumindo uma forma inquietante.

Então, por que não promovermos mais esse "sol em proveta", esse átomo que volta a ser benéfico, sem risco? Se um avião se chocar contra um tokamak, ou um terrorista cometer um sabotagem com explosivos, não haveria nenhum problema! Quais seriam as consequências? Um pouco de deutério, trítio, lítio e hélio escapariam para o ar, diríamos, e no dia seguinte o incidente seria água passada.

Com a fusão, vemos emergir o mito do "átomo sem risco nem resíduos".

Como se pode imaginar, isso não é completamente verdadeiro. A fusão deutério-trítio produz nêutrons que, por sua vez, contaminarão todas as estruturas dos reatores. Estas se tornariam radioativas por "ativação", graças às transmutações que ocorrem em todos os materiais expostos a um fluxo intenso de nêutrons. Dessa forma, o desmantelamento de um reator de fusão seria igualmente complexo, problemático e custoso quanto o de um reator de fissão.

Os defensores do programa ITER argumentariam que os resíduos gerados na fusão teriam meias-vidas de séculos, enquanto a fissão gera radionucleídeos mortais por centenas de milhares de anos.

Após este préâmbulo, é preciso tentar sair do mito, esquecer as frases bonitas, como a do "sol em proveta" e a da "energia ilimitada", ser realista e examinar a proposta em termos de viabilidade.

Para fazer isso, terei que empregar um discurso de físico. Na medida do possível, me esforçarei para que esse discurso seja acessível.

A fusão é uma torre de marfim protegida pela extrema complexidade dos fenômenos que envolve. E essa é uma das razões pelas quais os nucleocratas conseguem evitar qualquer pergunta respondendo "isso é muito complicado". Assim, enviam ao interlocutor, eventualmente um político, a névoa de tinta da complexidade que lhes permite esquivar perguntas incômodas, como um polvo soltando sua névoa de tinta.

Vamos então entrar no cerne dessas perguntas científicas e ir além do clássico "bla-bla" para o iniciante.

O projeto ITER baseia-se em duas séries de resultados. De um lado temos o resultado inglês, o do JET (Joint European Torus), obtido no laboratório de Culham em outubro de 1997, onde a injeção de diferentes formas de energia permitiu, durante um segundo, realizar reações de fusão, com um coeficiente Q = 0,7.

O que significa esse coeficiente Q? É o quociente entre a energia bruta emitida na fusão e a energia injetada na forma de micro-ondas, injeção de partículas "neutras", etc.

Um reator de fusão produz uma energia cujo fluxo é proporcional ao volume da caldeira nuclear, ou o que é o mesmo, ao cubo de sua dimensão característica (tomemos, por exemplo, o diâmetro do toro de plasma).

As perdas de energia ocorrem nas paredes e são proporcionais à superfície da caldeira. Variam como o quadrado de sua dimensão característica.

A conclusão é que o coeficiente Q segue a lei de evolução:

Se o JET se limitou a esse valor Q = 0,65, isso significa que a máquina era muito pequena. O ITER, duas vezes maior, deveria permitir elevar o coeficiente a um valor duas vezes mais elevado, ou seja:

Q = 1,4

Nos folhetos do ITER, pode-se ler que esperam obter um fator superior a 5, com um tempo de funcionamento entre 400 e 1000 segundos.

Alguns detalhes sobre essa experiência realizada no JET. Esse tokamak não está equipado com uma bobina supercondutora. O campo magnético é criado por um solenoide feito de fio de cobre. A intensidade da corrente que passa pelo solenoide é de alguns megampères, e a dissipação de energia em calor por efeito Joule impede prolongar a experiência.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus

http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html

Os sistemas de aquecimento do ITER (micro-ondas, injeção de neutrôns) constituem uma extrapolação dos instalados no JET.

Então o ITER "funcionará".

Ninguém duvida disso. Será obtida a fusão deutério-trítio, com um coeficiente Q superior à unidade, e por um tempo muito mais longo, graças ao uso de uma bobina supercondutora.

Mas será isso tudo?

A máquina, como vamos mostrar a seguir, não está completa.

No estado atual, nem sequer pode ser considerada um protótipo em via de validação. Simplesmente porque lhe falta um, ou até vários elementos essenciais, se incluirmos aqueles cujo funcionamento nunca foi testado.

O reator estará carregado com uma mistura 50/50 dos isótopos do hidrogênio, deutério e trítio. A reação de fusão faz com que os dois elementos desapareçam para dar lugar a um núcleo de hélio, dotado de duas cargas positivas, a custa de uma energia de fusão de 3,5 MeV e produzindo um nêutron de 14,1 MeV.

Fusão deutério-trítio

O campo magnético de confinamento impede que o núcleo de hélio se afaste. Por troca de energia com os íons de deutério e trítio, o átomo de hélio contribui para manter a temperatura do plasma, que de outra forma se resfriaria por perda de energia por radiação. Mas esse campo não tem nenhum efeito sobre o nêutron, pois carece de carga, que irá impactar as paredes do anel de confinamento. Capturado pelos materiais que formam parte da parede, criará radioatividade nesses elementos por ativação e diversas transmutações.

O prêmio Nobel francês Pierre-Gilles de Gennes duvidava que fosse possível proteger o delicado material da bobina supercondutora do bombardeio dos nêutrons resultantes da fusão. Os materiais supercondutores são frágeis. Os danos provocados pelos nêutrons podem fazer desaparecer localmente a supercondutividade, tornar os ímãs inutilizáveis e até provocar sua destruição.

Diante desse problema maior, os responsáveis pelo ITER respondem que atrás da primeira parede ("the first wall") e da bobina haverá uma segunda parede feita de compostos de lítio que absorvem os nêutrons, criando trítio através da reação exoenergética:

http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1

http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html

Ver também:

http://books.google.fr/books?id=eK3ks5zUiScC&pg=PA294&lpg=PA294&dq=alliages++lithium+plomb&source=bl&ots=iF4xpNYTrt&sig=Oip0rtjFigNUWbN42FScsiPtM4E&hl=fr&ei=FPnUTZfiI8qCOtD6hOQL&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDEQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false

É preciso destacar que esta reação é uma reação de fissão estimulada, a fissão de um lítio 7, que se encontra em um estado instável e se divide em dois átomos com 4 (hélio) e trítio (3) núcleons.

Essa segunda parede (ou cobertura tritígena) é feita, ou de uma mistura líquida de lítio e chumbo. A função do chumbo é frear os nêutrons. Nesse processo pode emitir outros dois. Essa massa líquida a 500°C é resfriada por água pressurizada. É impossível que essa mistura metálica líquida entre em contato direto com essa água. O lítio funde a 180°C e se vaporiza a 1342°C.

O lítio não arde no ar à temperatura ambiente, como faz seu primo alcalino o sódio. Mas, a uma temperatura suficiente, arde como seu outro primo: o magnésio, e essa combustão é exotérmica e caracterizada por grande violência.

http://www.plexiglass.fr/materiaux/metaux/lithium.html

Extraído (tradução):

O lítio é o único metal alcalino que pode ser manipulado no ar sem perigo, enquanto os outros se oxidam e, frequentemente, se inflamam. No ar, o lítio se oxida lentamente por uma película de óxido e nitreto.

Com ar úmido, o ataque, catalisado pelo vapor d'água, é muito mais rápido.

O metal se inflama em atmosfera de oxigênio seco acima de 200°C, produzindo o óxido Li₂O e não o peróxido, diferenciando-se assim de seus homólogos superiores (Na, K, ...) e tornando-se mais semelhante aos alcalino-terrosos.

A combustão do lítio é muito exotérmica e é acompanhada por uma intensa luz branca, como o magnésio.

Lítio queimando no ar, em contato com água: explosão imediata

http://www.youtube.com/watch?v=ojGaAGDVsCc

Fogo de lítio na água:

http://www.youtube.com/watch?v=hSly84lRqj0&feature=related

Lítio mais água:

http://www.youtube.com/watch?v=oxhW7TtXIAM&feature=related

Em presença de água a 500°C, a decompõe, retirando-lhe o oxigênio e liberando... hidrogênio. Esse tipo de reação é semelhante ao que ocorre nas fundas de circonio que envolvem as pastilhas de combustível nos reatores de Fukushima, e, em geral, em todos os reatores refrigerados a água, quando a temperatura aumenta e a água passa ao estado de vapor.

O hidrogênio liberado na reação do lítio com a água que deve resfriá-lo pode se combinar com o ar e provocar uma explosão como a que vimos em Fukushima. O lítio é um corpo extremamente reativo que pode se combinar com oxigênio, com hidrogênio (produzindo hidreto de lítio, o explosivo-tipo das bombas de hidrogênio). Pode se combinar com nitrogênio, à temperatura ambiente, produzindo nitretos de lítio. Todas essas reações são exotérmicas que podem descontrolar-se, causando danos graves.

E de tudo isso ninguém nos diz nada.

Ninguém falou sobre o que poderia acontecer se, em um reator de fusão, o lítio começasse a queimar ou se combinasse com a água que deve resfriá-lo. Essas coberturas tritígenas (regeneram o trítio a partir do lítio) não foram testadas. Como mostrou Michele Rivasi nesta reunião, seria melhor testar essas coberturas tritígenas em outras máquinas, como o JET ou as máquinas alemãs (o ASDEX no Instituto Max Planck de Garching), ou japonesas, antes de lançar um projeto - caro - perigoso - problemático.

Em torno das células tritígenas, que vão descobrir a imagem abaixo (fonte: site do CEA), há duas coisas a destacar:

• Diretamente em contato, a primeira parede, em berílio. O berílio é um metal que funde a 1380°C. Seu comportamento dentro de um tokamak não foi testado. O berílio é altamente tóxico, chegando a provocar uma doença pulmonar incurável chamada berilioses. É também cancerígeno.

Elemento de uma cobertura de proteção tritígena (outra "experiência inédita")

Do outro lado encontraremos a bobina supercondutora, resfriada com hélio líquido a 3 K (ou 270°C). A mínima elevação da temperatura acima de 20 K (dependendo do material supercondutor utilizado) faz desaparecer a supercondutividade. A parte da bobina que perde a propriedade de supercondutividade torna-se resistiva e dissipa toda a energia acumulada na forma de calor (efeito Joule), podendo destruir completamente o material supercondutor. O hélio líquido se vaporiza de forma brutal, expandindo seu volume mais de 700 vezes. É uma bomba em potencial.

Quando esses condutores estão no estado "supercondutor", não há dissipação de calor. O sistema criogênico está presente para resfriar e manter frio o elemento supercondutor.

Um acidente desse tipo ocorreu no CERN em 2008. Uma das soldas de uma bobina se rompeu e houve perda de supercondutividade. A corrente que circula na bobina é de 9000 amperes. Ocorreu um arco elétrico que vaporizou o hélio líquido da bobina. A explosão subsequente deslocou as bobinas de 40 toneladas por vários metros (...).

Em um reator de fusão, dotado de sua indispensável cobertura tritígena, uma catástrofe é possível com:

• Combustão violenta do lítio contido na cobertura tritígena (este queima como o magnésio. Seria necessário fazer uma demonstração em um estúdio de televisão).

• Em presença de água: explosão.

• O calor produzido perturba a bobina supercondutora vizinha, que se vaporiza.

• Esse incêndio de lítio traz consigo vapores de chumbo (tóxico: saturnismo) e de trítio (radioativo) que foi sintetizado na cobertura tritígena.

• A "primeira parede" (de um a dois milímetros de berílio, também tóxico) também se vaporiza e se mistura aos contaminantes tóxicos.

• Incluímos a dispersão de alguns quilos de trítio que representa a carga do reator.

O total...

Devemos nos tranquilizar porque uma explosão desse tipo terá como consequência a parada imediata da reação de fusão. Não está mal. É o que nos repetem há décadas, enfatizando a segurança dos reatores nucleares do

As
reações que ocorrem em um reator que utiliza deutério
como combustível de fusão

Fonte:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire

http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html

•

deutério +
deutério → (hélio 3 + 0,82 MeV) + (nêutron + 2,45 MeV)

•

deutério +
deutério → (trítio + 1,01 MeV) + (próton + 3,03 MeV)

•

deutério +
trítio → (hélio 4 + 3,52 MeV) + (nêutron + 14,06 MeV)

•

deutério +
hélio 3 → (hélio 4 + 3,67 MeV) + (próton + 14,67 MeV)

Os
ingleses realizaram algumas experiências com deutério-trítio, para
validar o conceito. Mas, de acordo com minha fonte, o essencial das
provas já foi feito com deutério, talvez por razões de custo do
produto.

As
perdas por radiação.

O
plasma perde energia por dois processos de radiação do “gás de
elétrons”. Temos primeiro a “radiação sincrotrão”, que
representa a perda de energia dessas partículas eletricamente
carregadas que orbitam no campo magnético da máquina. A segunda fonte
de perda é a “radiação de frenagem”, ou

bremsstrahlung

. Quando um elétron passa próximo a um íon, sua trajetória é desviada.
Ele é freado e emite esse tipo de radiação cuja intensidade cresce com o quadrado da carga elétrica Z do íon.

Radiação
de frenagem

(

bremsstrahlung

) O
carbono é interessante por várias razões:

• Sua boa resistência às altas temperaturas (as “lajotas” são muito semelhantes às usadas no ônibus espacial)

• Sua boa condutividade térmica.

• O pequeno número de cargas elétricas que têm os íons de carbono (seis).

No
mecanismo de perda de energia por radiação de frenagem, um íon de
carbono (arrancado da parede e que vem contaminar o plasma) contribui
com uma perda 16 vezes maior do que a de um elétron e um íon de
hidrogênio, que possui apenas uma carga.

Mas
o carbono sofre um fenômeno de abrasão e se comporta como uma
verdadeira bomba de drenagem de hidrogênio, absorvendo e produzindo
hidrocarbonetos. Se este se misturar com os átomos de trítio, tornar-se-á
por sua vez radioativo (o período de vida do trítio é de 12 anos).

Portanto,
não se pode utilizar o carbono, a menos que (como veremos mais
adiante) seja usado como absorvente de resíduos.

Para
o ITER, onde a parede interna representa 1000 metros quadrados, a
escolha foi feita. 700 metros quadrados serão revestidos de berílio,
o metal mais leve e cujo ponto de fusão é de 1280°C. Esse revestimento
poderá, sem dúvida, suportar o impacto térmico graças a uma circulação
subparietal de água pressurizada. Em relação à contaminação do plasma
por íons arrancados, o berílio possui 4 elétrons e contribui com uma
perda 16 vezes maior do que a de um elétron e um íon de hidrogênio.

A
fusão produz, no entanto, hélio. Um reator como o ITER não poderia
funcionar com 10% de hélio, que constitui a “cinza” da reação
de fusão. É preciso eliminá-lo continuamente.

Essa
era a função do limitador, mas os engenheiros consideraram outra
geometria que levou à concepção de um divertor. Este corresponde aos
canais que vemos correndo na base da câmara em forma de toro:

O
divertor é composto por módulos, segmentos que poderão ser manipulados
e substituídos. Aqui está o projeto de um deles.

Módulo
do divertor

As
partes em verde correspondem a uma placa de tungstênio. Este metal,
que constitui o filamento das lâmpadas incandescentes, tem um ponto
de fusão de 3000°C, o mais alto de todos os metais. A forma do divertor
pode ser explicada se considerarmos, além de sua função principal,
uma geometria magnética particular que lhe permita captar os íons:

Em
azul claro, o berílio. Em azul escuro, o tungstênio. Em preto, o carbono.

Distingue-se
uma geometria magnética em forma de cauda de peixe. As ranhuras
localizadas na base desses dois canais estão destinadas a serem o
orifício por onde se pode bombear o plasma e depois reinjetá-lo na
câmara, uma vez eliminadas as cinzas (o hélio) e os íons que contaminam
o plasma e causam o resfriamento radiativo do mesmo: carbono, berílio
e tungstênio.

O
tungstênio é o contaminante mais prejudicial de todos. Sua estrutura
eletrônica faz com que tenha 74 elétrons e os especialistas me disseram
que, uma vez misturado com o plasma de fusão, pode chegar a ter 50
ou 60 cargas elétricas. O encontro de um elétron com um desses íons
resulta em uma perda por radiação de frenagem 3600 vezes maior do
que quando um elétron encontra um íon de hidrogênio.

Falamos
aqui de perdas radiativas na forma de radiação de frenagem ou

bremsstrahlung

. No entanto, existem outros tipos de perdas ainda mais importantes,
associadas a transições “livre-ligado”.

Quando
os elétrons encontram íons de deutério, trítio, hélio ou berílio,
os núcleos terão perdido todos os seus elétrons. Isso não é o caso
do tungstênio nas condições de funcionamento. Provavelmente entre
quinze e vinte e cinco elétrons (dos 74 que possui) continuarão ligados
ao núcleo. O encontro com um elétron livre provocará uma desexcitação
dessa envoltura eletrônica residual, imediatamente seguida de uma
desexcitação radiativa com emissão de um fóton. Uma nova perda e muito
importante.

A
contaminação do plasma por íons de tungstênio poderia levar à queda
do rendimento, chegando até mesmo à extinção do plasma de fusão.

Depois
de consultar com um especialista, aprendi que a bomba de íons pesados
será realizada na base das ranhuras que separam os dois elementos
do divertor, através de orifícios centimétricos.

O

JET foi inicialmente equipado com um limitador semelhante ao do Tore
Supra. Os ingleses modificaram seu montagem para revestir a câmara
com tungstênio e instalar um divertor em sua base. Como destacou Michèle
Rivasi em 16 de maio em Aix-en-Provence, teria sido melhor esperar
os resultados das experiências inglesas antes de lançar o projeto ITER.

A
mesma conclusão se aplica à parede de berílio.

Será
o sistema do divertor testado?

Poderá
garantir a pureza do plasma de fusão?

Resposta
dos especialistas:

• Apenas a experiência nos dará a resposta.

Conclusão:

Quando
se aventura nos recônditos da máquina ITER, descobre-se uma complexidade
que causa vertigem. Essa “coisa” é cem vezes mais complexa
que um reator nuclear de fissão. Transporta dezenas de problemas,
com soluções que muitas vezes ainda não foram testadas. A eficiência
do divertor é um domínio de pura especulação. E é exatamente essa
solução de descontaminação do plasma em tempo contínuo a condição

si
en qua non

para
poder continuar seu desenvolvimento.

Sob
esse ângulo, o ITER é uma experiência fascinante, um fervilhar de
temas de tese e estudos sofisticados. Mas também é

Uma
experiência de 15 bilhões de euros

(por enquanto)

Qualquer
problema adicional levará inevitavelmente a uma nova explosão de seu
orçamento. Nossos parlamentares devem estar cientes do problema e não
se deixar intimidar por frases habituais, destinadas a anestesiá-los,
a encher-lhes de fumaça:

• O sol em um frasco

• A fonte de energia ilimitada...

Quando
perguntei a um pesquisador envolvido neste projeto:

• Quando e a que preço poderemos esperar ver esta máquina se transformar
  em gerador de eletricidade?

Sua
resposta foi:

• Será necessário contar com um orçamento que não esteja muito apertado... de alguns bilhões de euros, e realizável em algumas décadas.

O
cardápio está na mesa. Muito caro, muito lento, muitos problemas.

Quais
são as soluções para as necessidades energéticas?

O
nuclear, por meio da fissão:

• Perigoso

• Danoso para o meio ambiente e à saúde.

• Nenhuma solução para o gerenciamento de resíduos nucleares.

A
fusão, por meio do ITER:

• Muito cara

• Muitos problemas sem solução.

• Muito lenta

Participarei
do colóquio DZP

(dense Z-pinches) em Biarritz, entre 6 e 9 de junho próximos.

http://www.dzp-2011.com

DZP2011
é a principal conferência para especialistas trabalhando na área
de pesquisas sobre Z-pinches densos e tópicos intimamente relacionados.
Conferências anteriores realizadas em Laguna Beach (1989), Londres
(1993), Vancouver (1997), Albuquerque (2002), Oxford (2005) e Alexandria
(2008) atraíram mais de 100 delegados de até 20 países.

Os
temas abordados pelo DZP2011 incluem todos os aspectos da pesquisa
sobre Z-pinches densos, incluindo física fundamental dos Z-pinches e
a ampla gama de aplicações dos Z-pinches em áreas como fusão por confinamento
inercial, astrofísica de plasmas em laboratório, lasers de raios-X
suaves e física de alta densidade de energia fundamental. Configurações
de plasmas densos relacionadas, como X-pinches, focos de plasma e descargas
capilares de alta corrente, estão entre os temas de interesse.

Na
segunda-feira, 6 de junho de 2011, às 8h30, meu amigo Malcom Haines
“fará a apresentação inaugural” e apresentará sua análise dos
resultados obtidos nas máquinas-Z desde 2005, ratificando em sua conclusão
“em Sandia,

mais de dois bilhões de graus

foram obtidos desde 2005”. Sua intervenção, neste colóquio internacional consagrado às máquinas Z,

é
essencial.

Programa
do colóquio de Biarritz sobre as máquinas Z (6-9 de junho de 2011)

(algum
jornalista francês virá cobrir o evento pessoalmente ou se contentará
com os resumos ditados pelo CEA e outras instituições?)

A
explicação
desse fenômeno cabe em duas palavras: “resistência turbulenta”.

Vou
apoiar Malcom em sua conferência.

Malcom Haines,

pioneiro da física de plasmas e da MHD

Nos
anos anteriores ouvi os americanos dizerem que tais temperaturas nunca
haviam sido obtidas, que as conclusões publicadas na prestigiada revista

Physical
Review Letters, em 2006, sob a forma de um artigo intitulado "

Mais de dois bilhões de graus

", eram falsas. Mas nunca nos cinco anos desde a publicação do artigo
publicaram uma única linha para sustentar suas refutações nem mesmo
fornecer explicações razoáveis e fundamentadas.

De
maneira a ver os americanos lançaram uma operação de

desinformação

já que este novo processo pode ser utilizado na concepção e posterior
realização de

bombas de fusão pura

(onde o processo de fusão é iniciado por compressão magneto-hidrodinâmica,
ou MHD, e não por uma bomba A). São bombas que podem ser miniaturizadas
e “limpas” (sem resíduos nucleares), baseadas na fusão boro-hidrogênio
(essa reação começa a partir de mil graus e é fracamente neutrônica).

Já
dissesse acima que Haines estará presente no colóquio, mas não temos
certeza absoluta. Atualmente ele enfrenta problemas de saúde que poderiam
impedi-lo de comparecer ao colóquio.

Se
Haines não vier, ninguém poderá se opor, como somente ele poderia
fazer com o peso de sua credibilidade científica, às mentiras descaradas
e odiosas dos americanos.

Eric
Lerner,

que trabalha em uma experiência

Focus e milita fortemente a favor de uma filial de fusão não contaminante
boro-hidrogênio, também estará presente.

Eric Lerner

, campeão

da fusão aneutrônica

Como
venho dizendo em meu site há cinco anos, um dia veremos surgir geradores
de eletricidade baseados nessa fusão aneutrônica (que já havia mencionado
no quadrinho Energéticamente vuestros, e que pode ser baixado gratuitamente
na página web de Savoir sans Frontières (Sabedoria sem Fronteiras)).

http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/ESPANOL/energeticamente_vuestros.htm

Como
os motores “de explosão”. Há mais de um século que substituíram
as máquinas a vapor.

O ITER
não é outra coisa que… a máquina a vapor do terceiro milênio,
hiper-complexa.

Se
um dia a energia nuclear voltar a ter novo impulso, este virá sem dúvida
dos geradores de fusão por impulso.

Veremos
surgir uma fusão

sem
resíduos de qualquer tipo,

sem
produtos de fusão e sem estruturas que se tornaram radioativas devido
ao bombardeio com nêutrons.

Persistir
em uma energia baseada em processos de fissão, acumulando resíduos
altamente radio-tóxicos (100.000 toneladas apenas na França...),
armazenando resíduos com meia-vida que se cifra em centenas de milhares
de anos é absurdo. Principalmente quando a Ciência progrediu notavelmente
e oferece outras soluções.

Negamos
o poder do progresso científico.

Os
experimentos realizados em Sandia nos mostram que outra via é possível.
Mas como sempre, será:

• As bombas primeiro, a energia depois.

Nada
ou ninguém nos diz que a exploração dessa filial de fusão pura boro-hidrogênio
poderá criar geradores de eletricidade a curto prazo.

Mas
essas máquinas custariam 500 vezes menos que o ITER.

Examinemos
as soluções:

A
fissão: perigosa, hiper-contaminante, risco para a saúde

A
filial de fusão via ITER: com muitos problemas, incerta, muito cara

A
filial de fusão aneutrônica: horizonte indefinido, mas baixo custo. É preciso iniciar pesquisas fundamentais já.

O
gás de xisto:

contamina o lençol freático.

Voltar
ao gás e ao petróleo: importações massivas, recursos limitados, contaminação
(mares negros incluídos), emissão de gases que favorecem o efeito estufa.

Restam
as energias renováveis, imensas, variadas, que exigem um baixo nível tecnológico.

Se
todos os países do mundo aceitassem investir massivamente nessas fórmulas
(além das simples instalações domésticas) e dedicar a esse esforço
a parte do orçamento destinada ao nuclear (civil e militar) e ao desenvolvimento
de armas, todos os problemas seriam rapidamente resolvidos!

No
entanto, esse processo contaria com uma oposição feroz, por diferentes
razões.

• Os esforços e investimentos faraônicos realizados no nuclear tornar-se-iam obsoletos. Se tais investimentos foram autorizados e continuam sendo hoje, antes de tudo, em uma ótica de aplicações militares (geração de plutônio).

• O baixo nível tecnológico exigido no desenvolvimento de energias renováveis (os desertos, as regiões geotérmicas ativas, os oceanos, etc.) colocaria países tecnicamente avançados e aqueles considerados até agora incapazes de alcançar o trem da tecnologia moderna no mesmo nível.

• E esse processo não é outra coisa que uma política “anti-novo ordenamento mundial, anti-globalização e até anti-capitalista”.

Opinião do Presidente Nicolas Sarkozy, em sua visita a Tóquio, em 31 de março de 2011

Dois
minutos de vídeo

Novidades

Guia
(Índice)

Página
Inicial