Em fevereiro ocorreram dois eventos relacionados ao fornecimento da Rússia de componentes destinados ao projeto internacional ITER. Em 10 de fevereiro, a bobina de campo poloidal PF1 foi recebida no canteiro de obras e, em 13 de fevereiro, o Instituto de Pesquisa de Equipamentos Eletrofísicos Efremov (NIIEFA, que faz parte da Rosatom) enviou o primeiro lote de equipamentos russos para o ITER este ano.
Chegada da bobina
“Estamos satisfeitos que a Rússia tenha conseguido fabricar e fornecer a bobina de campo poloidal. Os ímãs supercondutores para o ITER exigem precisão sem precedentes”, disse Pietro Barabaschi, Diretor Geral da Organização Internacional ITER, durante a cerimônia de chegada da bobina.
“Os melhores especialistas russos estiveram envolvidos no processo da bobina PF1, desenvolveram tecnologias, métodos e soluções avançadas para sua fabricação. A conclusão bem-sucedida da bobina PF1 e sua entrega no local de construção do reator mostram claramente que a Rússia foi, é e será parte integrante do projeto ITER e da pesquisa termonuclear global em geral.”, enfatizou Alexey Likhachev, Diretor Geral da Rosatom.
A bobina PF1, com 9 metros de diâmetro e 200 toneladas de peso, é uma das seis bobinas do campo poloidal do sistema magnético de confinamento de plasma no reator ITER. A jornada da bobina começou em 1º de novembro do ano passado, quando foi transportada do Estaleiro Sredne-Nevsky (São Petersburgo) para o porto de Berre na França. Dali até Cadarache, a bobina percorreu uma plataforma especial ao longo de uma estrada especial para cargas superpesadas e de grande porte, acompanhada por um comboio.
Lote elétrico-técnico definitivo
A primeira entrega deste ano é ao mesmo tempo o último lote de equipamentos eletrotécnicos que o NIIEFA fabricou para o ITER. A entrega incluiu barras condutoras de alta corrente e componentes de complexos de comutação do sistema de energia para as bobinas supercondutoras do campo poloidal e o solenoide central.
O NIIEFA é o principal empreiteiro para a fabricação de equipamentos elétricos para os sistemas de alimentação elétrica das bobinas do sistema magnético ITER. É composto por três grupos de equipamentos, além de um sistema de controle e diagnóstico.
O primeiro grupo é o equipamento de comutação do sistema de proteção de saída de energia. O plasma no Tokamak é sustentado por um campo magnético. As bobinas eletromagnéticas usam um supercondutor com resistência elétrica zero em temperaturas criogênicas. Ele pode transportar uma corrente enorme de 70 kA para criar campos magnéticos. Mas existe um risco: em caso de falha técnica, o bobinado do sistema magnético ITER pode passar de um estado supercondutor para um estado resistivo normal. Então, centenas de toneladas de supercondutores receberiam uma grande carga térmica e poderiam “queimar” e a central do reator entraria em colapso. “Nosso sistema de proteção de saída de energia garante a operação segura da instalação ITER. Em caso de falha técnica, retirará com rapidez e segurança a energia armazenada nas bobinas do sistema magnético Tokamak, protegendo-as dos efeitos da temperatura e da alta tensão.”, explica Igor Rodin, Diretor Geral Adjunto de Tecnologias Termonucleares e Magnéticas, Diretor do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Sintez, do NIIEFA.
Este grupo também inclui os sistemas de comutação de corrente de linha responsáveis por iniciar a descarga que forma o plasma do tokamak no início de cada ciclo operacional.
O segundo grupo são as barras coletoras de alta corrente para alimentar as bobinas supercondutoras. “É a parte mais cara do nosso contrato de fornecimento”, observa Maksim Manzuk, Chefe do Departamento de Equipamentos de Comutação de Alta Corrente do NIIEFA. Seu comprimento total excede 5 km. E seu peso, junto com os suportes, é de 900 toneladas. As barras são resfriadas a água e projetadas para operação contínua com correntes diretas de dezenas de milhares de amperes.
O terceiro grupo de equipamentos técnicos elétricos são os resistores de absorção de energia. Eles são necessários para dissipar a energia armazenada no campo magnético dos bobinados Tokamak na forma de calor. O NIIEFA fornecerá um total de 29 resistores deste tipo, com um peso total de 1.300 toneladas. Eles ocupariam um prédio inteiro com área de 3 mil m2 e poderiam dissipar mais de 50 GJ de energia. É uma quantidade enorme, comparável à energia cinética de um avião de transporte acelerando a 1.400 km/h com um peso máximo de decolagem de 640 toneladas. “E esta é a energia que nossos resistores podem dissipar na forma de calor em 30 segundos, aquecendo até 300°C. E um sistema de resfriamento de ar forçado resfriará os resistores de volta ao seu estado original em uma hora.”, explica Maksim Manzuk. Alguns pneumáticos serão colocados em suportes de 2 a 2,5 metros de altura, outros serão suspensos no teto.
A primeira entrega deste ano, totalizando 33,4 toneladas, foi feita em três reboques. No total, neste ano está previsto o envio para França de cerca de 50 reboques com mais de 400 toneladas de equipamento.
O sistema magnético do Tokamak consiste em 39 bobinas supercondutoras. Destas, 18 são toroidais, seis poloidais, seis indutivas e nove corretivas. O sistema magnético é alimentado por 22 sistemas de energia independentes.
O que é o ITER?
O ITER é um Reator Experimental Termonuclear Internacional baseado no Tokamak. O objetivo deste megaprojeto científico é demonstrar o potencial da fusão termonuclear controlada para a transição para uma forma de produção de energia “mais limpa” e segura. Os países da União Europeia, Rússia, EUA, Índia, China, Coréia do Sul e Japão estão trabalhando juntos neste projeto.
