Um reator nuclear está escondido atrás de um prédio de tijolos no campus do MIT. Há mais de uma década que ouço falar dessa instalação e ela adquiriu uma qualidade um tanto mítica em minha mente. Por isso fiquei empolgado quando finalmente pude vê-lo pessoalmente no começo do mês.
O reator de pesquisa do MIT foi construído na década de 1950 e sua finalidade mudou ao longo das décadas. Em vários momentos, ele foi usado para estudar de tudo, desde física nuclear até terapias médicas, além do seu uso consistente para ensinar a próxima geração de cientistas nucleares.
Mas o que mais me entusiasmou foi ouvir sobre um projeto voltado para energia, que tem como objetivo tornar realidade a nova tecnologia de reatores.
Embora praticamente todos os reatores nucleares comerciais atuais sejam resfriados com água, um número crescente de empresas está buscando o sal fundido como alternativa. O laboratório de reatores nucleares do MIT está trabalhando em um novo espaço de pesquisa que pode ajudar a esclarecer como as tecnologias alternativas suportam as condições intensas dentro de um reator nuclear.
Em alta
A primeira parada da minha excursão foi a recepção, onde eu e cada membro do meu grupo pegamos um dosímetro pessoal para rastrear qualquer exposição potencial à radiação. Em seguida, entregamos nossas bolsas e telefones e recebemos avisos severos para não tocarmos em nada nem sairmos de perto do nosso guia.
Finalmente, passamos por um conjunto de portas de metal reforçado e entramos no laboratório. Passamos por fileiras de jalecos amarelos enquanto David Carpenter, o chefe dos experimentos com reatores e nosso guia, nos apresentou um pouco da história e dos fatos básicos.
Esse é o segundo maior reator de pesquisa universitária em funcionamento nos Estados Unidos atualmente, produzindo cerca de seis megawatts de energia térmica. Os reatores comerciais tendem a ter capacidades centenas de vezes maiores do que isso — cerca de 3.000 megawatts (ou três gigawatts) de energia térmica.
(Noções básicas rápidas sobre energia nuclear: os reatores nucleares são alimentados por reações de fissão, em que os átomos de urânio se quebram. Essas reações produzem nêutrons, que são um tipo de radiação ionizante, bem como calor que pode ser aproveitado e transformado em eletricidade).
Os reatores usados na rede elétrica geram calor na forma de vapor e o transformam em eletricidade. Mas para esse reator de pesquisa, o calor é basicamente um subproduto, e o foco está nos nêutrons.
O reator do MIT é melhor do que a maioria das instalações de pesquisa de outras universidades para imitar as condições de radiação em reatores comerciais maiores. Por esse motivo, a instalação é usada atualmente para muita pesquisa e desenvolvimento de engenharia, diz Carpenter. Antes das empresas usarem novos materiais ou sensores dentro ou perto de reatores nucleares, elas podem testá-los em condições semelhantes de radiação, temperatura e pressão em um ambiente controlado no reator de pesquisa. As amostras podem ser colocadas diretamente no núcleo ou submetidas à radiação que é permitida em corredores controlados chamados de linhas de feixe.
Reações em cadeia
Tive a nítida sensação de que estava prestes a ser lançado no espaço quando nos aproximamos da entrada da sala do reator, embora as portas fossem pintadas de um azul surpreendentemente extravagante. Depois que Carpenter passou por uma rodada de verificações de segurança, a primeira porta se abriu, revelando uma pequena câmara de ar e uma porta azul duplicada.
Depois de esperarmos alguns segundos dentro da câmara de ar, a segunda porta se abriu e, de repente, nos deparamos com o reator. Embora o núcleo onde o combustível está contido tenha apenas cerca de dois pés de altura (menos de um metro), toda a instalação tem vários andares de altura.
Carpenter nos conduziu ao redor do reator, apontando uma câmara que costumava ser dedicada à terapia médica com nêutrons no início dos anos 2000. Essa pesquisa fracassou, então agora o espaço está sendo reformulado. Sua nova finalidade será testar aspectos dos reatores resfriados por sal fundido.
O sal fundido era um candidato para o resfriamento de reatores já na década de 1950. O interesse diminuiu à medida que os reatores resfriados a água começaram a entrar em operação comercial, mas no início dos anos 2000, os cientistas, incluindo alguns do MIT, reavivaram o trabalho.
Várias empresas iniciantes, incluindo a Kairos Power e a TerraPower, estão trabalhando para colocar os reatores de sal fundido em operação comercial. Essas empresas estão construindo sistemas de demonstração de suas configurações de resfriamento e buscando licenças para reatores de teste.
O laboratório do MIT não estará operando um reator de sal fundido. Em vez disso, ele ajudará a coletar mais dados sobre como a tecnologia funcionará no mundo real. O espaço permitirá que empresas e pesquisadores acadêmicos testem não apenas pequenas peças de material usadas para construir reatores e sensores individuais, mas todo um conjunto operacional de bombas e tubos para mover o sal quente em um circuito e ver como tudo reage à radiação. “Considerando a situação atual do novo setor de reatores de sal fundido, ainda precisamos investigar funções mais básicas”, foi o que Carpenter me disse em um e-mail após nossa visita.
Os dados do MIT e de outras instalações de pesquisa podem ajudar a determinar como as configurações de sal fundido lidarão com o que realmente acontece dentro de um reator nuclear. A instalação deverá estar totalmente pronta e funcionando em 2024.
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