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Pacific Fusion encontra uma maneira mais barata de fazer seu reator de fusão funcionar

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A cutaway illustration shows the different parts of Pacific Fusion's reactor design.

A maior questão da energia de fusão permanece sem resposta: como garantir que o custo para iniciar a reacção de fusão não seja superior ao preço a que se pode vender a energia?

Muitas pessoas têm ideias, mas ninguém as decifrou ainda. A Commonwealth Fusion Systems, por exemplo, está suficientemente confiante de que está a construir um enorme reactor que custa várias centenas de milhões de dólares. Mas o aparelho só será ligado no ano que vem, deixando a questão sem resposta por enquanto.

Outras empresas que foram fundadas mais recentemente pensam que têm uma oportunidade de construir uma central de energia de fusão por menos, incluindo a Pacific Fusion, que anunciou hoje os resultados de uma série de experiências realizadas no Laboratório Nacional Sandia que, segundo ela, eliminarão algumas partes dispendiosas da sua abordagem. A empresa compartilhou os resultados com exclusividade com o TechCrunch.

A energia de fusão promete gerar grandes quantidades de eletricidade 24 horas por dia, 7 dias por semana e fornecê-la de uma forma que é familiar aos operadores de rede atuais. A maioria das startups de fusão tem como meta o início ou meados da década de 2030 para ligar sua primeira usina comercial de energia de fusão.

A Pacific Fusion está buscando uma abordagem conhecida como fusão de confinamento inercial acionada por pulso (ICF). Em sua essência, é semelhante aos experimentos realizados no National Ignition Facility (NIF). A empresa comprime pequenos pellets de combustível em rápida sucessão, e essa compressão faz com que os átomos dentro do combustível se fundam e liberem energia.

Mas onde o NIF usa lasers para iniciar a compressão, a Pacific Fusion quer usar pulsos massivos de eletricidade. Esses pulsos criarão um campo magnético que circunda o pellet de combustível – aproximadamente do tamanho de uma borracha de lápis – fazendo com que ele se comprima em menos de 100 bilionésimos de segundo.

“Quanto mais rápido você implodir, mais quente ficará”, disse Keith LeChien, cofundador e CTO da Pacific Fusion, ao TechCrunch.

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Um dos desafios da CIF orientada por pulsos é que o processo normalmente precisa de um pequeno impulso para funcionar corretamente. Para criar condições no pellet de combustível suficientemente quente para a fusão, os investigadores têm usado lasers e ímanes para aquecê-lo previamente. “É apenas um pouco de energia apenas para dar um impulso antes de comprimi-lo”, disse LeChien, na ordem de 5% a 10% da energia total.

Mas os lasers e ímãs adicionados acrescentam complexidade, custo e requisitos de manutenção iniciais à máquina, tornando muito mais difícil vender energia a preços competitivos.

Assim, nos experimentos em Sandia, a Pacific Fusion ajustou o design do cilindro que envolve o pellet de combustível e ajustou a corrente elétrica fornecida a ele. Antes do grande pulso de eletricidade que desencadeia a reação de fusão, a empresa permitiu que um pouco do campo magnético vazasse para o combustível antes de comprimi-lo, aquecendo-o no processo.

“Podemos fazer mudanças muito sutis na forma como este cilindro é fabricado, permitindo que o campo magnético vaze ou penetre no combustível antes de ser comprimido”, disse LeChien.

O combustível do Pacific Fusion é carregado em um alvo de plástico envolto em alumínio. Variando a espessura do alumínio, a empresa pode ajustar a quantidade de campo magnético que chega ao combustível. O invólucro precisa ser fabricado com alguma precisão, mas nada de absurdo, disse LeChien – algo da ordem do que é necessário para um invólucro de bala calibre .22. “Esse é um processo que foi aprimorado, fabricado e aperfeiçoado ao longo de mais de 100 anos”, acrescentou.

Os ajustes não alteram significativamente a quantidade de energia que o Pacific Fusion precisa entregar ao alvo. “Não é necessária muita energia para permitir que esse campo magnético entre no centro do combustível”, disse ele. “É uma fração minúscula, muito menos de 1%. É uma fração muito, muito, muito pequena da energia total do sistema, por isso é efetivamente imperceptível.”

A eliminação do sistema magnético simplificaria o sistema e os seus requisitos de manutenção, o que teria um efeito modesto no custo global, disse ele. Mas livrar-se do laser reduziria significativamente os custos. “A escala de laser (necessária) para pré-aquecer esses tipos de sistemas com alto ganho é superior a US$ 100 milhões.”

LeChien disse que experimentos como esse também ajudam a refinar as simulações da empresa para garantir que estejam de acordo com o que acontece no mundo real. “Muitas pessoas simularam coisas e disseram: ‘Ah, isso vai funcionar ou aquilo vai funcionar’”, disse ele. “É um jogo muito diferente simular algo, construí-lo, testá-lo e fazê-lo funcionar. Fechar esse ciclo é difícil.”

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