SPARC (tokamak)
SPARC | |
|---|---|
| Soonest/Smallest Possible ARC | |
 Concepção artística do tokamak SPARC projetado pela CFS e pelo MIT | |
| Informações gerais | |
| Tipo | Tokamak |
| Localização | Devens, Massachusetts, Estados Unidos |
| Construção | 2021–presente |
| Primeiro plasma | 2027 (previsão) |
| Afiliação | Commonwealth Fusion Systems (CFS) MIT Plasma Science and Fusion Center |
| Parâmetros físicos do plasma | |
| Raio maior (R) | 1,85 m |
| Raio menor (a) | 0,57 m |
| Volume de plasma | 20 m³ |
| Campo magnético toroidal | 12,2 T (no centro do plasma) / 20 T nas bobinas |
| Corrente de plasma | 8,7 MA |
| Aquecimento auxiliar | 25 MW |
| Potência de fusão térmica | ~140 MW |
| Duração do pulso | ~10 segundos |
| Temperatura de plasma | ~80×106 K |
| Fator de ganho (Q) | Q > 2 (projetado: Q ≈ 11) |
O SPARC é um reator de fusão nuclear do tipo tokamak em desenvolvimento pela empresa Commonwealth Fusion Systems (CFS) em colaboração com o Plasma Science and Fusion Center do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).[1] O financiamento do empreendimento provém de companhias e fundos como Eni,[2] Breakthrough Energy Ventures, Khosla Ventures, Temasek, Equinor, Devonshire Investors, entre outros.[3]
Com o SPARC, a CFS planeja validar os conceitos de engenharia e os regimes de física de plasma requeridos para a construção de uma usina energética baseada no reator conceitual ARC. O objetivo central do SPARC é superar com folga a paridade científica (breakeven, isto é, fator de ganho de energia de fusão Q > 1), sendo projetado para atingir até 140 MW de potência de fusão térmica em pulsos de 10 segundos, apesar de sua escala física comparativamente compacta.[2][1]
O projeto tem previsão de iniciar atividades pré-operacionais em 2026, com a meta de gerar o primeiro plasma em 2027 e demonstrar o ganho líquido de energia (Q > 1) nos testes subsequentes.[4] Originalmente, a entrada em operação havia sido estimada para 2025,[5][6] após a conclusão bem-sucedida dos ensaios de ímãs supercondutores em 2021.[7][8]
História
[editar | editar código]O projeto SPARC foi divulgado em 2018 com previsão inicial de conclusão para 2025.[5] O nome foi escolhido como abreviação de "Smallest Possible ARC" ("o menor ARC possível"), em que ARC resume a proposta de compacidade, robustez e viabilidade econômica (affordable, robust, compact).[9] Em março de 2021, a CFS anunciou a instalação do campus de desenvolvimento e construção do reator em Devens, Massachusetts.[10]
Em setembro de 2021, a equipe concluiu com êxito os testes de um protótipo de bobina magnética toroidal de campo intenso, atingindo uma intensidade de campo de 20 T operando a 20 K, um recorde para sistemas supercondutores de alta temperatura.[11]
Em novembro de 2024, um protótipo em escala funcional do solenoide central foi demonstrado, e o complexo principal que abriga o reator em Devens teve suas obras civis concluídas, iniciando as etapas de integração e montagem mecânica do vaso do tokamak.[12]
Em janeiro de 2026, o primeiro dos 18 ímãs toroidais de produção foi finalizado e acoplado ao gabarito de montagem no edifício principal do SPARC.[13][14]
Tecnologia
[editar | editar código]O reator utiliza fitas supercondutoras de alta temperatura à base de óxido de ítrio, bário e cobre (YBCO), mantendo a supercondutividade magnética em temperaturas de até 77 K (com regime otimizado em torno de 10 a 20 K).[15] Os campos magnéticos gerados permitem estabilizar o plasma em dimensões geométricas reduzidas. As simulações indicam que o plasma atinge temperaturas superiores a 100–200 milhões de Kelvin, assegurando um ganho líquido de fusão Q > 2, com rendimento projetado de Q ≈ 11.[1]
Ver também
[editar | editar código]Referências
- 1 2 3 Creely, A. J.; Greenwald, M. J.; Ballinger, S. B.; Brunner, D.; Canik, J.; Doody, J.; Fülöp, T.; Garnier, D. T.; Granetz, R.; Gray, T. K.; Holland, C. (2020). Tünde Fülöp. «Overview of the SPARC tokamak». Journal of Plasma Physics (em inglês). 86 (5). Bibcode:2020JPlPh..86e8602C. ISSN 0022-3778. doi:10.1017/S0022377820001257
- 1 2 «MIT and newly formed company launch novel approach to fusion power». MIT News (em inglês). Massachusetts Institute of Technology. 9 de março de 2018. Consultado em 15 de junho de 2018
- ↑ Rathi, Akshat (26 de setembro de 2018). «In search of clean energy, investments in nuclear-fusion startups are heating up». Quartz (em inglês). Consultado em 29 de setembro de 2020
- ↑ Pao, Jeff (28 de abril de 2026). «Commonwealth Fusion Systems targets SPARC net energy gain by 2027». Tech Journal (em inglês). Consultado em 17 de setembro de 2026
- 1 2 «Commonwealth Fusion Systems raises $115m». The Boston Globe (em inglês). 27 de junho de 2019. Consultado em 5 de março de 2022
- ↑ Lavars, Nick (9 de setembro de 2021). «World's strongest fusion magnet brings new power to nuclear pursuit». New Atlas (em inglês). Consultado em 9 de setembro de 2021
- ↑ «Validating the physics behind the new MIT-designed fusion experiment». MIT News (em inglês). Massachusetts Institute of Technology. 29 de setembro de 2020. Consultado em 30 de setembro de 2020
- ↑ Fountain, Henry (29 de setembro de 2020). «Compact Nuclear Fusion Reactor Is 'Very Likely to Work,' Studies Suggest». The New York Times (em inglês). ISSN 0362-4331. Consultado em 29 de setembro de 2020
- ↑ MIT's Pathway to Fusion Energy (IAP 2017) - Zach Hartwig (em inglês). YouTube. 6 de fevereiro de 2017. Consultado em 12 de fevereiro de 2024
- ↑ Chesto, Jon (3 de março de 2021). «MIT energy startup homes in on fusion, with plans for 47-acre site in Devens». The Boston Globe (em inglês). Consultado em 3 de março de 2021
- ↑ «MIT-designed project achieves major advance toward fusion energy». MIT News (em inglês). Massachusetts Institute of Technology. 8 de setembro de 2021. Consultado em 9 de setembro de 2021
- ↑ Crownhart, Casey (1 de outubro de 2024). «Inside a fusion energy facility». MIT Technology Review (em inglês). Consultado em 3 de novembro de 2024
- ↑ Commonwealth Fusion Systems (6 de janeiro de 2026). The first cutting-edge, super strong magnet for SPARC is complete. YouTube. Consultado em 6 de janeiro de 2026
- ↑ Commonwealth Fusion Systems (6 de janeiro de 2026). «CFS delivers its first fusion magnet» (em inglês). Consultado em 6 de janeiro de 2026
- ↑ Clery, Daniel (3 de março de 2021). «Fusion startup plans reactor with small but powerful superconducting magnets». Science (em inglês). AAAS. Consultado em 14 de junho de 2021
