A China está atraindo a atenção global no setor de energia graças ao desenvolvimento bem-sucedido do CHSN01, um aço super-resistente. Esse material é capaz de suportar as condições extremas dentro de um reator de fusão, algo que muitos especialistas internacionais consideravam impossível anteriormente.
A fusão nuclear, considerada o "santo graal" da indústria energética, imita o processo de geração de energia do Sol para fornecer uma fonte de eletricidade limpa e praticamente inesgotável. No entanto, o maior obstáculo atualmente reside na busca por materiais estruturais capazes de suportar ambientes operacionais extremos.
Dentro do núcleo do reator, o plasma atinge temperaturas de milhões de graus Celsius, enquanto os ímãs supercondutores circundantes devem ser resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto, aproximadamente -269 graus Celsius. A combinação de temperaturas ultra-altas, temperaturas ultra-baixas e enorme tensão mecânica impõe exigências rigorosas à resistência dos materiais. A nova liga CHSN01, desenvolvida pela China, abriu caminho para o reator BEST, um projeto voltado diretamente para a geração de energia comercial.
Superando as limitações materiais em projetos internacionais.
As reações de fusão nuclear requerem campos magnéticos extremamente fortes para confinar o plasma de forma estável. Esses ímãs, que geram o campo magnético, utilizam materiais supercondutores e devem operar em um ambiente de hélio líquido a aproximadamente -269 °C. Quanto mais forte o campo magnético, mais eficaz o confinamento do plasma, mas os materiais estruturais devem suportar alta tensão sem se tornarem quebradiços.
Os aços inoxidáveis tradicionais, como o 316LN, atingiram seus limites quando submetidos a um campo magnético de 11,8 Tesla. Durante os testes do projeto internacional ITER, em 2011, a perda de ductilidade em baixas temperaturas causou atrasos significativos. Reconhecendo isso como um grande obstáculo, cientistas chineses têm pesquisado um novo tipo de aço com o objetivo de atender ao campo magnético de projeto de até 20 Tesla para o reator BEST.
A trajetória de 10 anos do desenvolvimento do aço CHSN01
O desenvolvimento do CHSN01 se estendeu por mais de uma década, envolvendo especialistas renomados. Na fase inicial, a equipe de pesquisa concentrou-se em ajustar a composição do aço, adicionando vanádio, carbono e nitrogênio para melhorar as propriedades em temperaturas abaixo de zero.
O ponto de virada ocorreu em 2020, quando o acadêmico Zhao Zhongxian, um dos principais especialistas em física de baixas temperaturas, juntou-se à equipe. Em 2023, os testes mostraram que o CHSN01 manteve sua integridade sob um campo magnético de 20 Tesla e uma tensão de 1.300 MPa. O material atingiu uma resistência à tração de 1.500 MPa e um alongamento superior a 25% em baixas temperaturas, resolvendo o problema do "triângulo impossível" na ciência dos materiais.
Impacto na corrida energética global
Atualmente, 500 toneladas de aço CHSN01 foram utilizadas para o revestimento condutor do BEST, com a instalação tendo início em maio de 2023. O BEST é um dispositivo tokamak que visa aumentar a produção de energia em mais de cinco vezes e tem previsão de conclusão para 2027. Em comparação com o ITER, o projeto BEST tem como objetivo direto demonstrar a viabilidade da produção comercial de eletricidade.
O aço CHSN01 permite o projeto de reatores mais compactos, com cerca de um terço do tamanho dos convencionais, reduzindo assim os custos de construção. Além da fusão nuclear, esse material também apresenta aplicações potenciais em aceleradores de partículas, trens de levitação magnética e sistemas de computação quântica. Essa inovação reafirma a vantagem da China na cadeia de suprimentos de energia limpa e impulsiona a corrida global pela fusão nuclear para uma nova fase.
Fonte: https://baonghean.vn/trung-quoc-dot-pha-thep-chsn01-cho-lo-phan-ung-nhiet-hach-10317808.html
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