Empresa britânica Tokamak Energy conclui testes do sistema de ímãs supercondutores de alta temperatura Demo4 para fusão

De acordo com pt.wedoany.com-Em 9 de setembro de 2026, a empresa britânica Tokamak Energy anunciou a conclusão dos testes de 14 meses do seu sistema de ímãs de fusão Demo4, validando a capacidade da empresa no projeto, construção, integração e operação de sistemas completos de ímãs supercondutores de alta temperatura (HTS).

A experiência técnica obtida nos testes do Demo4 está sendo aplicada no projeto de colaboração entre a Tokamak Energy e a UK Fusion Energy (UKFE), apoiando o desenvolvimento do sistema de ímãs supercondutores de alta temperatura para o programa de fusão Spherical Tokamak for Energy Production (STEP). Os resultados também são relevantes para aplicações comerciais de supercondutores de alta temperatura além da fusão e foram apresentados esta semana na Conferência de Supercondutividade Aplicada (ASC 2026), realizada em Pittsburgh, nos Estados Unidos.

Durante os testes, a equipe de engenharia elevou o campo magnético de pico do Demo4 para 13,7 teslas, fazendo as bobinas de campo toroidal operarem com corrente de 5.600 amperes e submetendo o sistema a ciclos na faixa de temperatura operacional entre 77 kelvins e 17 kelvins. O sistema também suportou tensão mecânica transversal de 150 megapascais, aproximadamente 1.500 vezes a pressão atmosférica.

O Demo4 adota uma estrutura de tokamak esférico relevante para aplicações de fusão e acumulou aproximadamente 10.000 horas de operação em diferentes estados de energização, incluindo operação prolongada em alto campo magnético. Os testes incluíram também múltiplas descargas forçadas e descargas de alta corrente em condições de até 12,5 teslas, para verificar a estabilidade do sistema sob condições de falha.

O diretor executivo da Tokamak Energy, Warrick Matthews, afirmou que o Demo4 representa um marco técnico e comercial importante, comprovando a capacidade da empresa de projetar, construir e operar sistemas completos de ímãs supercondutores de alta temperatura. Os testes de durabilidade do sistema forneceram dados críticos que demonstram a robustez do projeto HTS, o que é de grande importância para aplicações industriais de ímãs e sistemas de energia.

Liam Brennan, responsável pela TE Magnetics, divisão de negócios de supercondutores de alta temperatura da Tokamak Energy, afirmou que o projeto de ímãs HTS está diretamente relacionado ao desempenho e à economia das usinas de fusão. Os experimentos do Demo4 provaram que o sistema integrado de ímãs da empresa pode operar em configurações rigorosas e próximas das exigências de aplicações de fusão, e a experiência adquirida já foi aplicada ao programa STEP da UK Fusion Energy.

O Demo4 é um sistema completo de ímãs de fusão HTS que valida simultaneamente intensidade e ângulo de campo magnético, densidade de corrente, temperatura operacional e carga mecânica em um conjunto integrado. Os testes cobriram não apenas os ímãs em si, mas também os sistemas criogênicos, de excitação, instrumentação e controle — elementos críticos que suportam a operação coordenada de múltiplos ímãs.

O sistema é composto por 44 bobinas supercondutoras de alta temperatura em estrutura de tokamak esférico. Isso inclui 14 braços de campo toroidal, cada um composto por duas bobinas HTS parcialmente isoladas; além de 2 bobinas de campo poloidal, cada uma composta por 8 bobinas HTS totalmente isoladas. O sistema utiliza resfriamento a hélio pressurizado, com pressão operacional de até 20 bares, e monitora parâmetros como tensão, campo magnético, temperatura e tensão mecânica por meio de mais de 600 sensores.

A Tokamak Energy afirmou que os dados coletados nesta rodada de experimentos continuarão sendo utilizados para validar e aprimorar seus modelos e softwares de controle, melhorando assim a capacidade de previsão de desempenho dos sistemas HTS e apoiando o projeto futuro de sistemas de ímãs robustos e confiáveis.

Os resultados dos testes mostram que os dispositivos HTS apresentaram desempenho conforme o esperado sob campo magnético de até 13,7 teslas, com características de corrente crítica validadas; na faixa de temperatura entre 77 kelvins e 17 kelvins, o mapeamento da superfície crítica do sistema foi confirmado. A confiabilidade de mais de 90 junções HTS também foi verificada, com resistência de junção dentro do esperado e transmissão de corrente estável durante todo o processo de teste.

Os testes também confirmaram que os materiais HTS possuem boa estabilidade térmica, e que a detecção precoce de transição e o resfriamento ativo podem ser meios eficazes para evitar a extinção (quench). Nos testes de falha e descargas forçadas em condições de 12,5 teslas e alta corrente, não foram observados pontos quentes ou degradação de desempenho no sistema. Em termos de desempenho mecânico, o sistema foi validado sob tensão de compressão transversal de 150 megapascais, contribuindo para uma compreensão mais aprofundada do comportamento das bobinas enroladas.

Além disso, a Tokamak Energy afirmou que seu projeto de ímãs HTS demonstrou capacidade de resistir aos efeitos de ciclagem térmica. Os ímãs, fontes de alimentação, sistema criogênico, sistema de controle e dispositivos de proteção contra quench operaram de forma integrada em todo o sistema, e as interações entre os leads de corrente HTS e entre as bobinas de campo toroidal e poloidal também foram validadas por meio dos testes.

A Tokamak Energy é parceira de sistemas de ímãs do programa de fusão STEP do governo britânico. Graças à sua capacidade de fabricação e projeto de ímãs supercondutores de alta temperatura, a empresa recebeu um contrato da UK Fusion Energy no valor de 70 milhões de libras esterlinas, com vigência até março de 2029. A experiência do Demo4 será aplicada nos testes da bobina modelo do STEP e na pesquisa de sistemas de ímãs HTS em escala de usina.

A Tokamak Energy também é membro da Infinity Fusion Alliance do Reino Unido, que inclui a Type One Energy e a AECOM, e conta com o apoio do Barclays Bank para avançar no desenvolvimento de usinas de fusão comerciais no Reino Unido.