China cria primeiro reator nuclear à prova de fusão

A China foi responsável por criar a primeira usina nuclear de larga escala que é aparentemente resistente a derretimentos — mas somente no papel. Embora o projeto não possa ser adaptado a reatores nucleares existentes, ele fornece um modelo que poderá ser usado em construções futuras.

Atualmente, os reatores de energia nuclear existentes usam sistemas de resfriamento energizados para operar. Esses sistemas costumam variar entre os projetos de reatores, mas algumas opções são mais comuns: água, CO₂, hélio, metais fundidos ou sais fundidos. De qualquer forma, todos esses materiais trabalham para conduzir o excesso de calor para longe do núcleo do reator.

Problemas de resfriamento

Os sistemas de resfriamento dos reatores nucleares são conhecidos por fornecerem uma alta densidade de potência para gerar uma melhor eficiência térmica. Contudo, isso gera algumas desvantagens. Por exemplo, sempre existe uma chance de explosão se o reator sofrer derretimento e isso pode acontecer se as bombas perderem energia.

O calor das barras de combustível do reator pode dividir a água em hidrogênio explosivo e gás oxigênio. Isso foi o que aconteceu durante o acidente nuclear de Fukushima, em 2011, quando uma perda de energia fez com que as barras de combustíveis superaquecessem e acabassem explodindo.

Reatores a gás são menos propensos a explodir do que seus equivalentes resfriados a água, mas também não possuem a mesma eficiência térmica. De todo modo, independente do tipo de sistema de resfriamento empregado, a intervenção humana é necessária para desligar o reator e evitar um desastre em caso de emergência. 

Novo projeto de reator

O novo projeto de reator, batizado de reator de leito de esferas (PBR), é dito como uma solução para problemas inerentes de projetos mais antigos da energia nuclear. Esses reatores são "passivamente" mais segundos, pois podem ser desligados por conta própria se houver alguma falha em seu sistema de resfriamento.

Ao contrário de outros reatores que dependem das barras de combustível altamente densas em energia, os PBRs usam pedrinhas de combustível menores e de baixa densidade energética — mas em maior número. Embora tenha menos urânio do que as barras de combustível tradicional, essas pedras aparecem em grandes proporções e são cercadas por grafite, o que ajuda a moderar a quantidade de nêutrons no núcleo.

Isso ajuda a desacelerar as reações nucleares, resultando em menos calor. Até o momento, reatores PBR eram apenas protótipos na Alemanha e na China, mas o país asiático construiu recentemente o Temperature Gas-Cooled Reactor Pebble-Bed Module (HTR-PM) em escala real em Shandong, que se tornou comercialmente operacional em dezembro de 2023 e está equipado com esse sistema.

Segundo os testes feitos no reator chinês, os módulos do reator foram resfriados naturalmente sem sistemas de resfriamento de núcleo de emergência, atingindo uma temperatura estável dentro de 35 horas após o corte de energia.