Em 14 de março, um seminário técnico sobre engenharia de fábrica de trítio, focado nas tecnologias centrais do "sol artificial", foi realizado em Chengdu, China. O evento foi co-organizado pela Xianjue Juneng Technology (Sichuan) Co., Ltd. e pela Chengdu Guoguang Electric Co., Ltd., reunindo três acadêmicos — Peng Xianjue, Yu Junchong e Meng Daqiao — bem como especialistas de mais de vinte instituições de pesquisa de ponta e empresas, incluindo a Academia Chinesa de Física de Engenharia, o Instituto de Física do Sudoeste da China para a Indústria Nuclear, o Instituto de Pesquisa e Projeto de Energia Nuclear da China e a Universidade de Sichuan, para discutir conjuntamente os avanços-chave no sistema de ciclo do combustível para fusão nuclear controlada.

I. O Foco do Evento: Avanços Tecnológicos-Chave e Padrões de Segurança

O seminário promoveu um intercâmbio aprofundado sobre tópicos centrais como a construção de fábricas de trítio, o desenvolvimento de tecnologias-chave, garantia de segurança e implementação industrial.

14 de março, local do Seminário Técnico sobre Engenharia de Fábrica de Trítio, com a Academia Chinesa de Física de Engenharia apresentando um relatório especial.

A superação de desafios tecnológicos tornou-se o foco. O acadêmico Peng Xianjue compartilhou os "Progressos na Tecnologia do Reator Híbrido de Fusão-Fissão por Pinch Z", apontando que a tecnologia de fusão pura ainda enfrenta desafios, e que uma abordagem complementar de fusão e fissão pode alcançar fornecimento de energia seguro e em escala mais rapidamente. No entanto, a tecnologia de "auto-sustentação de trítio" deve ser superada primeiro, para estabelecer a base para futuros reatores experimentais e de demonstração comercial.

Especialistas do Instituto de Física do Sudoeste da China para a Indústria Nuclear, da Academia Chinesa de Física de Engenharia, da China National Nuclear Corporation 404 Ltd. e outras instituições apresentaram relatórios especiais sobre direções de fronteira, como o manto gerador de trítio para reatores de fusão, tecnologia de trítio para energia de fusão, ciclo externo de combustível e engenharia de sistemas envolvendo trítio.

A segurança e o estabelecimento de padrões receberam alta prioridade. O acadêmico Yu Junchong enfatizou que o desenvolvimento da energia de fusão deve equilibrar segurança e economicidade. Como as fábricas de trítio envolvem o ciclo de combustível radioativo, o controle de segurança de todo o processo e a construção de padronização são a linha de base da indústria, exigindo a colaboração entre indústria, academia e pesquisa para solidificar os equipamentos centrais e as normas. Isso ecoa o apelo feito pelo membro da CPPCC, Yan Jianwen, durante as Duas Sessões Nacionais, onde ele propôs explicitamente "planejar antecipadamente a cadeia de suprimentos de combustível nuclear para fusão" e sugeriu a criação de regras de acesso ao setor e a criação de um centro nacional de inovação em manufatura de ponta para fusão.

II. Quão Valioso é o Trítio: Um Recurso Escasso Valendo US$ 30.000 por Grama

Stephen Wheeler, diretor de tecnologia de fusão da Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA), afirmou que as reservas globais de trítio são estimadas em apenas 25-30 kg, com um preço de US$ 30.000 a US$ 40.000 por grama.

Ele disse: "Este é um grande desafio que a fusão nuclear enfrentará no futuro. Uma usina pode precisar de até 10 kg de trítio durante as fases de comissionamento e partida."

O trítio é indispensável para a fusão dêuterio-trítio, mas este combustível enfrenta sérios desafios. Sua abundância natural é extremamente baixa, e a produção artificial é limitada. Mais problemático ainda, o trítio tem uma meia-vida curta de apenas 12,43 anos, dificultando o armazenamento de longo prazo.

O suprimento global de trítio também é preocupante. Atualmente, a única fonte comercial global de trítio são os 19 reatores nucleares CANDU do Canadá, cada um produzindo cerca de 0,5 kg de trítio por ano como subproduto. Metade desses reatores será desativada na próxima década. Enquanto isso, o ITER, uma vez que inicie a operação dêuterio-trítio, consumirá até 1 kg de trítio por ano. Alberto Loarte, diretor científico do ITER, disse: "O ITER consumirá uma grande parte do estoque disponível".

III. Por que uma Fábrica de Trítio é Essencial: O "Sistema Hematopoiético" da Energia de Fusão

A fusão nuclear controlada é considerada a solução definitiva para a crise energética global. No entanto, para fazer o "sol artificial" brilhar e gerar calor, um elo crítico deve ser superado — o sistema de fornecimento de combustível. A fábrica de trítio é o "coração" do reator de fusão, responsável pela produção, recuperação e reciclagem do combustível de fusão.

Como a taxa de queima de trítio em um reator de fusão é muito baixa (cerca de 3‰ no ITER), a queima de fusão gera uma grande quantidade de impurezas. Quando a concentração de impurezas atinge um certo nível, pode reduzir a temperatura do plasma, potencialmente extinguindo a reação de fusão. Portanto, uma grande quantidade de gás misto de combustível dêuterio-trítio não queimado e contaminado com impurezas precisa ser processada e purificada pela fábrica de trítio.

Além disso, como o teor de trítio na natureza é extremamente baixo e outros métodos externos de produção de trítio são caros, a produção fechada de trítio bombardeando um manto gerador com nêutrons de 14 MeV gerados pela própria reação D-T do reator de fusão, seguida pela recuperação e reciclagem através da fábrica de trítio, tornou-se a solução preferida para alcançar a auto-sustentação de trítio.

Portanto, os especialistas participantes chegaram a um consenso claro: "A fábrica de trítio, como o 'coração' da produção, recuperação e reciclagem do combustível de fusão, determina diretamente se a energia de fusão pode passar da fase experimental para a comercial."

IV. Por que Agora: O Desenvolvimento da Fusão na China Entra em uma Fase Crítica

Desde a realização da reação de fusão dêuterio-trítio em 1934, a União Soviética, o Reino Unido, os Estados Unidos e outros países estabeleceram laboratórios de física de fusão e iniciaram pesquisas experimentais em fusão nuclear.

Na década de 1990, os três principais dispositivos tokamak — o JET da UE, o TFTR dos EUA e o JT-60 do Japão — alcançaram resultados significativos na pesquisa de fusão por confinamento magnético, verificando a viabilidade científica da fusão por confinamento magnético baseada em fusão dêuterio-trítio como reator de fusão.

Atualmente, as rotas tecnológicas para fusão nuclear são diversificadas, sendo o tokamak a mais madura, mas outras rotas também têm potencial. Países ao redor do mundo e gigantes industriais estão intensificando o desenvolvimento da fusão nuclear controlada, colocando a usina nuclear de demonstração (DEMO) na agenda. A indústria está otimista com as perspectivas de desenvolvimento do setor, e o fornecimento comercial de eletricidade pode ser realizado dentro de 10 anos. No projeto ITER, o sistema de eletroímãs supercondutores pulsados, o ciclotron e o criostato já foram construídos ou entregues. O projeto planeja entrar na fase de comissionamento integrado entre 2033 e 2034, iniciar operações em 2034 e começar os experimentos de fusão dêuterio-trítio em 2039 (adiado em 4 anos).

Enquanto isso, a tecnologia de energia de fusão da China já está no "primeiro escalão" internacional, acelerando a transição da exploração científica para a engenharia e comercialização.

Duan Xuru, membro da CPPCC e cientista-chefe na área de fusão do Grupo CNNC, revelou em uma entrevista durante as Duas Sessões:

"Espera-se que em 2027 possam ser iniciados estudos experimentais de queima de fusão; por volta de 2035, o primeiro reator de engenharia experimental da China será construído; por volta de 2045, espera-se que o primeiro reator de demonstração comercial da China seja construído." (O China Spallation Neutron Source (HL-3) deve realizar experimentos dêuterio-trítio em 2027, e o projeto de construção do HL-4 já está em fase de análise aprofundada.) Essa linha do tempo demonstra a urgência do desenvolvimento da fusão na China.

Durante as Duas Sessões, Yan Jianwen, membro da CPPCC e presidente da Fusion New Energy (Anhui) Co., Ltd., revelou:

"O projeto do reator de fusão BEST será concluído em 2028, com demonstração de geração de energia em 2030". A estratégia original de "três etapas para a fusão" está sendo redefinida. "Três etapas se tornam duas, duas etapas se tornam uma. Isso significa que após a conclusão do reator experimental BEST, as etapas do reator de demonstração de engenharia e do reator de demonstração comercial avançarão em paralelo e de forma sincronizada."

Em 12 de novembro do ano passado, o Instituto de Física de Plasma da Academia de Ciências de Hefei lançou licitações no valor de 1,3 bilhão de yuans para a fábrica de trítio, incluindo a plataforma de ciclo interno de combustível (372 milhões de yuans), o sistema de extração de trítio do manto líquido (212 milhões de yuans), a plataforma experimental de extração e recuperação de trítio do manto sólido (247 milhões de yuans) e a plataforma de proteção de segurança do trítio (514 milhões de yuans).

V. Layout Industrial: Da Inovação Tecnológica à Construção de um Ecossistema Industrial

Atualmente, a indústria de energia de fusão da China está em um período de janela de desenvolvimento sem precedentes. O seminário de Chengdu visa justamente aproveitar essa janela, construindo uma plataforma de colaboração de alto nível entre indústria, academia e pesquisa para integrar recursos do setor, concentrar esforços na superação de gargalos tecnológicos e estabelecer a base para um sistema padrão completo de tecnologia de trítio.

No entanto, a transição da inovação tecnológica para um ecossistema industrial maduro ainda requer a superação de deficiências sistêmicas. Como apontado por Yan Jianwen, membro da CPPCC e presidente da Fusion New Energy Co., Ltd., durante as Duas Sessões Nacionais deste ano, o sistema da cadeia industrial de fusão nuclear da China, suas normas e padrões, e sua capacidade de verificação de engenharia ainda não estão completos, especialmente em elos críticos como a gestão de segurança envolvendo trítio e a classificação de locais para reatores de fusão, que precisam urgentemente ser clarificados e padronizados por legislação. Isso destaca a necessidade urgente de avançar simultaneamente no design de alto nível e na construção de regulamentos e padrões, enquanto se acelera a superação de desafios tecnológicos.

Neste contexto, a China está planejando ativamente para buscar voz internacional na definição de padrões do setor, enquanto as normas globais para a indústria de fusão ainda não estão consolidadas. Este planejamento é abrangente e sistemático. Entre seus elementos, a reserva de talentos especializados é a base. Para apoiar esta estratégia de longo prazo para a energia de fusão, universidades como a Universidade de Lanzhou e a Universidade de Tecnologia de Hefei já estabeleceram faculdades de ciência e engenharia de fusão. Espera-se que cerca de dez instituições de ensino superior e pesquisa em todo o país sigam o exemplo, fornecendo continuamente talentos essenciais para o desenvolvimento industrial. Através de múltiplas medidas como superação tecnológica, liderança em padrões, proteção regulatória e suporte de talentos, a China está comprometida em construir um ecossistema industrial de energia de fusão que seja autônomo, controlável, seguro, eficiente e sustentável.

Finalmente, com a aproximação dos marcos experimentais de queima, a questão do combustível de trítio evoluiu de um tópico periférico para um desafio central. Nesta corrida que diz respeito ao futuro energético da humanidade, pode-se dizer que quem dominar a cadeia industrial do combustível de trítio, dominará a chave para a comercialização da fusão.