Iron Man’s alma mater tem um desenho para um reactor de fusão ARC realista
A versão cinematográfica Marvel de Tony Stark graduou-se no MIT no início dos anos 90. Ele construiu um reator ARC nas Indústrias Stark mais tarde, mas aparentemente, algumas das pesquisas iniciais que ele fez como um estudante de graduação ficou preso em alguns cadernos em algum lugar em uma prateleira empoeirada no MIT. Demorou apenas algumas décadas, mas uma equipe de pesquisadores do MIT foi capaz de desenvolver planos preliminares para um reator de fusão ARC totalmente armado e operacional próprio.
ARC significa “acessível, robusto, compacto”. O projeto é um reator de fusão que é baseado no tokamak, usando campos magnéticos para conter plasma a uma temperatura suficientemente alta (dezenas a centenas de milhões de graus Celsius) para manter as condições necessárias para a fusão. Um tokamak chamado ITER está atualmente em construção na França, e pode estar operacional até os anos 2030 a um custo de dezenas de bilhões de dólares. Um grupo de diferentes instituições de pesquisa está trabalhando em novas abordagens que são projetadas para serem muito mais rápidas e muito, muito mais baratas; o ARC é a mais recente delas.
O que torna diferente o design do ARC do MIT é o uso de uma nova classe de supercondutores comercialmente disponíveis chamados de fitas supercondutoras de óxido de cobre de bário de terras raras (REBCO). Estes supercondutores podem gerar campos magnéticos significativamente maiores no interior do reactor. E como qualquer aumento de campo magnético eleva o nível de fusão para a quarta potência, usando os supercondutores REBCO para quase dobrar a força do campo magnético produz um potencial de aumento da potência de fusão de uma ordem de magnitude superior aos supercondutores padrão.
Com este enorme aumento de potência, o MIT foi capaz de projetar um reator muito menor (e, portanto, mais barato) que ainda pode produzir quantidades significativas de eletricidade. O primeiro protótipo de reactor ARC seria uma central de 270 MWe, produzindo entre três a seis vezes mais energia do que a que necessita para se manter em funcionamento. O reator, que geraria energia suficiente para abastecer cerca de 100.000 casas, seria relativamente compacto com metade do tamanho do ITER. Ele teria o benefício adicional de ter um núcleo de módulo, facilitando muito a manutenção e a experiência com.
O projeto do reator também seria simplificado através do uso de um líquido (um sal fundido de lítio flúor e berílio) como material de proteção, um moderador de nêutrons e um meio de troca de calor. O líquido reveste o reator, é aquecido pela fusão que ocorre no interior e depois é alimentado por um motor de ciclo Brayton de alta eficiência para gerar eletricidade.
O reator ARC é baseado quase inteiramente em tecnologia existente e comprovada, e o MIT diz que dispositivos de complexidade e tamanho similares foram construídos em cerca de cinco anos. Segundo o MIT, isso custaria “uma fração” do que será necessário para construir o ITER. Pelo que sabemos, essa fração é de nove décimos, mas a implicação é que o reator ARC seria substancialmente mais barato, em grande parte devido ao seu tamanho menor.
Devemos ressaltar, como fazem os pesquisadores, que “um projeto de engenharia completo está além do escopo do estudo do ARC”. No entanto, não há nenhum showtopper teórico ou tecnológico que impeça um projeto de engenharia para um reator de ARC a ser desenvolvido. Se assim for, podemos ver um completo a funcionar em apenas uma década.