- O tokamak WEST, do CEA francês, manteve um plasma por 1.337 segundos em 12 de fevereiro, mais de 22 minutos, quebrando o recorde mundial de duração de plasma em tokamaks
- O tempo recorde foi 25% maior que o recorde anterior estabelecido algumas semanas antes pelo EAST da China, mostrando que a tecnologia de controle de plasma de longa duração está amadurecendo
- Para que dispositivos como o ITER avancem para uma fase prática de experimentação, é preciso estabilizar por longos períodos um plasma naturalmente instável, e os componentes voltados para o plasma também precisam suportar radiação e problemas de contaminação
- O WEST é uma instalação do CEA Cadarache, no sul da França, e dá suporte a experimentos de plasma de longa duração com bobinas supercondutoras e componentes com resfriamento ativo
- Os experimentos devem avançar para durações ainda maiores e temperaturas mais altas, mas, para que a fusão nuclear contribua de forma significativa para a neutralidade de carbono em 2050, ainda restam desafios técnicos e a demonstração de viabilidade econômica
O recorde de 1.337 segundos alcançado pelo WEST
- O WEST manteve o plasma por 1.337 segundos em 12 de fevereiro
- Isso representa uma duração de mais de 22 minutos
- O resultado foi uma melhora de 25% em relação ao recorde anterior alcançado algumas semanas antes pelo EAST da China
- Esse tokamak fica no CEA Cadarache, no sul da França, e é uma das instalações de tokamak de porte médio do consórcio EUROfusion
- O feito é visto como um sinal de que o conhecimento e o controle técnico de plasmas de longa duração estão mais maduros
- Uma longa duração é um marco importante para dispositivos como o ITER
- O ITER precisa manter um plasma de fusão por vários minutos
- O objetivo é controlar um plasma naturalmente instável
- Ao mesmo tempo, os componentes voltados para o plasma precisam resistir à radiação sem causar falhas nem contaminação do plasma
- O WEST injetou 2 MW de potência de aquecimento enquanto manteve um plasma de hidrogênio por mais de 20 minutos
- No futuro, os experimentos do WEST devem ser intensificados com metas de duração de plasma extremamente longa, operação acumulada de várias horas e temperaturas de plasma mais altas
Posição e limitações dos experimentos internacionais de fusão
- O WEST é uma instalação operada com base na experiência acumulada pelo CEA ao longo de décadas de pesquisa em plasma de tokamak
- Pesquisadores de todo o mundo usam o WEST
- Entre as características centrais que permitem plasmas de longa duração estão as bobinas supercondutoras e os componentes com resfriamento ativo
- O WEST faz parte do fluxo internacional de pesquisa ao lado de vários grandes experimentos de fusão
- O JET, do Reino Unido, foi encerrado no fim de 2023 e detém o recorde de energia de fusão
- Também são citados o JT-60SA do Japão, o EAST da China, o KSTAR da Coreia e o dispositivo emblemático ITER
- O objetivo final da pesquisa em fusão é controlar um plasma naturalmente instável
- Ela usa menos recursos e combustível do que a fissão
- Não produz resíduos radioativos de longa vida
- A abordagem mais avançada para geração de energia é a fusão por confinamento magnético
- Campos magnéticos intensos confinam o plasma dentro de um toro
- O plasma é aquecido até que os núcleos de hidrogênio se fundam
- O JET já produziu 15 MW de potência de fusão por alguns segundos
- A França, que abriga o WEST e o ITER, está em posição favorável para receber o primeiro protótipo de reator de fusão
- A produção de energia por fusão em larga escala exige grande infraestrutura, o que dificulta uma contribuição substancial para atingir a neutralidade de carbono em 2050
- Ainda restam vários desafios técnicos
- A viabilidade econômica dessa forma de geração de energia ainda precisa ser demonstrada
1 comentários
Comentários do Hacker News
Se fizerem fusão nuclear em gravidade zero, o problema de confinamento fica resolvido, mas o problema passa a ser criar as condições de fusão em gravidade zero
O método mais simples provavelmente seria juntar matéria suficiente em um só lugar para que a própria gravidade crie as condições de fusão; só que aí a usina ficaria poderosa demais para estar na Terra e teria que ficar a uma distância enorme por segurança
Depois surge o problema de enviar a energia de volta para a Terra, mas parece que seria possível coletar fótons a uma distância segura do ponto de fusão e recuperar a energia sem chegar perto demais
Se ela não for direcionada e for irradiada em todas as direções, só uma fração minúscula dos fótons gerados chegará à Terra
Para usar esses fótons em trabalho útil, seria preciso coletá-los; caso contrário, eles apenas aqueceriam a Terra
Por causa da distância segura, se a fonte estiver mais longe ou mais perto do que a órbita geoestacionária, nem sempre será possível vê-la, criando uma espécie de “noite”, então seriam necessários coletores em vários pontos da Terra
Também há o problema de efeitos como alta umidade na atmosfera absorverem ou espalharem os fótons, reduzindo a eficiência dos coletores
Seria possível, mas a capacidade máxima real provavelmente sempre seria bastante limitada, e o processo como um todo seria muito ineficiente em relação à energia total de fusão
Como regiões com mais radiação talvez sejam mais quentes, as pessoas podem até acabar escolhendo passar férias nesses lugares
Além disso, ainda teríamos que lidar com o problema dos três corpos, e no lado voltado para o reator também haveria o problema de que, se estivesse nublado, os fótons não passariam
“Uma melhoria de 25% em relação ao recorde anterior estabelecido há algumas semanas pelo EAST da China” — essa corrida armamentista da fusão nuclear é bem-vinda
Uma tecnologia que sempre diziam estar “a 20 anos de distância” ter chegado a 22 minutos é realmente impressionante, e me dá vontade de investigar a fundo os desafios técnicos da fusão
Esse reator também não tinha equipamentos para recuperar energia nem para usar nêutrons a fim de criar trítio
Ainda assim, é impressionante e animador
Existem tecnologias que são de fato possíveis, mas extremamente difíceis, e exigem décadas de esforço contínuo
Um exemplo na nossa área foi resolver a compreensão de linguagem natural com computadores digitais, e agora isso virou realidade
O produto triplo cresceu mais rápido que a Lei de Moore nos últimos 50 anos
Mesmo assim, as pessoas tratam a pesquisa em fusão como piada, mas algumas coisas simplesmente levam tempo
Recomendo uma resenha ainda melhor do excelente livro “The future of fusion energy”: https://www.astralcodexten.com/p/your-book-review-the-future...
Dito isso, a Lei de Moore é uma lei sobre uma indústria que já existia; antes disso, para viabilizar a computação, foram necessárias melhorias de mais de 10^6 vezes em várias tecnologias
Ela quer dizer que uma redução linear gera ganhos exponenciais, mas não vejo nenhuma relação linear/quadrática desse tipo no projeto de reatores de fusão
A própria premissa de que a redução avança linearmente ao longo do tempo também não é uma lei; foi algo que às vezes deu certo e às vezes não
Especificamente, eles mantiveram o plasma do tokamak por 1337 segundos e usaram 2 megawatts para o aquecimento
1337 não é piada; provavelmente é coincidência que possa ser lido como “leet”
Ainda assim, quero acreditar que foi um número intencional :D
Um bom texto técnico introdutório sobre o modo H, que possibilita reações de fusão: https://www.energy.gov/science/articles/science-close-develo...
No modo H, uma borda estável sem turbulência reduz a perda de calor e de partículas carregadas do plasma
Com isso, a pressão de todo o plasma sobe rapidamente, incluindo o núcleo onde as condições de fusão podem surgir, e a menor perda de energia e partículas também minimiza danos às superfícies dos materiais ao redor do plasma
Um problema que aparece ao aplicar mercados de previsão a temas como “haverá uma usina de fusão nuclear comercialmente bem-sucedida antes de 2070” é que o tempo até a liquidação é longo demais
Claro que dá para esperar vender participações em “sim” ou “não” daqui a 5 anos, mas pode não haver liquidez suficiente
Por exemplo, suponha que M_1 seja um mercado que liquida como “sim” se, em 1º de janeiro de 2070, tiver existido uma usina de fusão nuclear comercialmente bem-sucedida, e como “não” caso contrário; e que M_2 seja um mercado que liquida como “sim” se, daqui a 5 anos, o preço do “sim” em M_1 estiver acima de 30%. Aí surge um problema
As pessoas poderiam comprar “sim” em M_1 em grande volume logo antes da liquidação de M_2; talvez isso se autocorrija, mas ainda parece um problema
Em vez de um mercado de previsão sobre o valor futuro de outro mercado de previsão, talvez fizessem sentido contratos futuros sobre participações em mercados de previsão
Se você tiver certeza de que, em uma data específica daqui a 5 anos, o mercado atribuirá probabilidade de pelo menos p, poderia comprar uma estrutura que lhe permita vender, naquele dia, participações em “não” ao preço de 1-p por contrato futuro
Se naquele dia a probabilidade do “sim” realmente for de pelo menos p, o preço do “não” será de no máximo 1-p, então você poderia comprar “não” mais barato e vendê-lo por 1-p
Mas, para isso, ainda seria preciso comprar o “não” que você vai vender, então isso não resolve o problema de e se não houver liquidez daqui a 5 anos
Talvez você pudesse gastar 1 para criar participações em “sim” e “não”, vender o “não” e ficar com uma participação em “sim” que parece valer pelo menos p, para vendê-la quando houver mais liquidez; mas provavelmente é algo que eu não entendo bem
Você está basicamente descrevendo vários tipos de contratos de opções
Só que nenhuma opção resolve o problema de “talvez não haja liquidez para vender participações em sim/não daqui a 5 anos”
Em geral, se não há liquidez no mercado primário, deve-se presumir que o mercado de derivativos será ainda pior
Opções não são usadas para encontrar liquidez adicional, e sim para expressar uma visão muito específica
Como descrito, opções binárias em mercados ilíquidos são especialmente vulneráveis a manipulação de mercado
Um contrato em que M_2 liquida como “sim” se o preço do “sim” em M_1 estiver acima de 30% é algo que você compra quando realmente quer apostar que o preço passará de 30%, não quer grande lucro adicional se o preço estiver em 90, e não se importa em preservar a maior parte do dinheiro se estiver em 29
Por exemplo, Bill Gates, assim como Warren Buffet, acabará morrendo e doando a maior parte do dinheiro
Se ele acredita que a fusão nuclear é possível, pode gastar uma quantia significativa em vida mesmo sem recuperar o custo
O necessário é apenas que os investidores tenham confiança de que esse dinheiro não será desperdiçado
Pessoalmente, conheço pessoas ricas que, mesmo sabendo do risco de não recuperar o custo, estão apostando uma parte considerável do patrimônio, milhões de dólares, em fusão
É como uma ação de empresa que não paga dividendos
Se você possui ações da Berkshire Hathaway (BRK/A) e não recebe nada na forma de dividendos, o que determina o preço?
É porque dá para ter confiança de que, em um futuro distante, a empresa terá dinheiro suficiente no banco para pagar dividendos
Talvez não seja durante a minha vida, mas posso vender para alguém, essa pessoa também pode vender, e no fim alguém receberá os dividendos
Mercados são tão abstratos que pode haver valor de mercado hoje mesmo que o momento do pagamento esteja infinitamente distante no futuro
As primeiras usinas de fusão nuclear não serão construídas sem enormes subsídios governamentais
Governos como o da China veem isso como uma questão estratégica e existencial, e podem pagar quanto for necessário para fazer funcionar
Porque não querem depender de fornecimento estrangeiro de combustíveis fósseis que os EUA possam bloquear facilmente
O que o mundo precisa agora não é de mais jogo e especulação inútil
Eu não sabia que a Commonwealth Fusion já estava relativamente avançada na construção de uma usina conectada à rede elétrica
Dá a impressão de que finalmente está acontecendo de verdade, mas não sei bem como eles têm certeza da produção líquida de energia
Ele deverá abrigar um dispositivo que produzirá o primeiro plasma no ano que vem e tem como meta demonstrar ganho líquido em 2027
O ARC, anunciado como a primeira instalação de fornecimento de energia líquida conectada à rede, acabou de ter o local escolhido, então ainda é difícil dizer que a obra está muito avançada
A meta de produção de energia dessa usina é “início da década de 2030”
Ainda nem alcançou Q>1, muito menos construiu uma usina real
Tenho uma pergunta para quem conhece melhor o setor de fusão nuclear: queria saber qual foi o motivo de o plasma ter parado aos 22 minutos, ou em menos tempo em outros testes
Eles simplesmente pararam a injeção de energia que mantinha o calor porque já tinham atingido o benchmark?
Fico curioso se estão perto de um ponto crítico em que, com pequenos ajustes, poderiam passar de 22 minutos para algo essencialmente indefinido
Dá para reduzir bastante isso, mas o desempenho do plasma cai
Tradicionalmente, o limite é a capacidade do vaso de vácuo de remover calor
Esses dispositivos são equipamentos científicos para aprender sobre plasma e melhorar o desempenho de dispositivos futuros
Reatores reais precisarão de muita engenharia para lidar com a remoção de calor e, se forem inteligentes, talvez até transformem isso em fonte de receita
A operação pulsada em si não é um grande problema se o ciclo de trabalho for suficientemente alto e houver amortecimento suficiente no fluido refrigerante para manter a turbina girando bem continuamente
Tenho acompanhado as notícias sobre nuclear
Um contexto um pouco mais fácil e divertido está aqui: https://x.com/olshansky/status/1892069988707729614
Talvez seja relacionado?
Nuclear fusion: New record set at Chinese reactor EAST https://news.ycombinator.com/item?id=42917662 03-feb-2025
China's artificial sun burns for 1000 secs, creates record in fusion research https://news.ycombinator.com/item?id=42854306 28-jan-2025
É uma queima de 1.337 segundos, uma melhora de 25% em relação ao recorde anterior estabelecido pelo EAST, da China, algumas semanas antes
Pode ter um efeito parecido com a corrida tecnológica da Guerra Fria, e deve ser uma boa época para os engenheiros