Este documento resume uma visita de estudo de alunos portugueses ao Centro de Energia Atômica em Cadarache, França, que abriga o reator experimental ITER. A visita incluiu uma introdução às áreas de pesquisa do centro, como fusão nuclear, energia renovável e tecnologia, seguida de visitas guiadas ao ITER, ao reator WEST e outras instalações. Os alunos ficaram impressionados com a possibilidade da fusão nuclear fornecer energia limpa e sustentável no futuro.

1. MEMÓRIAS DE VISITAS DE ESTUDO II E VISITAS VIRTUAIS
- AO CEA*/ CADARACHE e ITER**, Aix-en-Provence/FRANÇA -
INTRODUÇÃO
Os CEA* são organismos públicos de investigação, desenvolvimento e inovação avançadas, em diversas áreas
científicas, geograficamente espalhados por França. No início de fevereiro, o 12ºB/ Física visitou o centro que
se situa na antiga floresta de Cadarache (em Saint Paul lez Durance), 40 Km a norte da cidade de Aix-en-
Provence e servido pelo Aéroport Marseille Provence. O CEA/ Cadarache alberga o ITER**, ambos constituindo
o maior centro tecnológico mundial de investigação para a energia, numa área de 42 hectares. O ITER é um
projeto internacional, assinado em 2006, no Palácio do Eliseu, por um consórcio de 35 nações que perfazem
50% da população mundial e 81% do PIB global. O orçamento previsto é de 13 milhões de euros, o que o torna
um investimento acessível, comparado com o da Taça Mundial de Futebol de 2022 (de 200 milhões de
dólares).
O CEA/ Cadarache integra o Institute For Magnetic Fusion Research (IRFM) que orienta a realização dos testes
experimentais de apoio à construção/ funcionamento do ITER. Este será o maior reator de fusão
termonuclearnuclear do mundo, sendo a sua escala um fator de viabilidade científica e tecnológica. A primeira
injeção de combustível (plasma de deutério e trítio, dois isótopos de hidrogénio) está prevista para 2025. Terá
uma potência térmica de 500 MW, com um fator multiplicativo de 10. Ou seja, o ITER será um amplificador de
potência elétrica: um grama de plasma produzirá energia suficiente para um veículo dar três voltas à Terra; o
equivalente a 9 toneladas de petróleo. Uma fonte de energia abundante, segura, limpa. Uma revolução
energética que poderá estar prestes a acontecer: o início da etapa industrial da fusão nuclear.
* Commissariat aux Energie Atomique et Energie Alternatives; **International Thermonuclear Experimental
Reactor;

2. ÁREAS DE INVESTIGAÇÃO NO CEA/ CADARACHE
Inicialmente pensado como um centro de investigação em armamento e defesa nuclear, evoluiu para outras
áreas de pesquisa e desenvolvimento: energias de baixo carbono (nucleares e renováveis); investigação
tecnológica para a indústria e investigação fundamental (ciências da matéria e ciências da vida). Implementa
projetos (444 em 2019), com colaboração de numerosos parceiros académicos e industriais. É um centro de
alta segurança, onde só entrámos depois de devidamente identificados; onde só fomos autorizados e tirar
uma fotografia de grupo; onde fomos sempre orientados por guias.
O início da visita de estudo começou pela exploração de uma sala interativa e informativa, de apresentação de
todas estas áreas de investigação, seguida de um quiz e de uma apresentação geral da história e da atividade
científica e tecnológica do CEA. Perguntámos por que razão a queima dos biocombustíveis é mais ecológica do
que a dos combustíveis fósseis: através da fotossíntese das plantas, há reciclagem do dióxido de carbono
libertado na sua combustão.
Um projeto em teste e divulgação, desde 2017, é o do Catamaran Energy
Observer, um barco exclusivamente movido a energia limpa (sem emissão de
gases de efeito de estufa ou partículas finas) e autosustentável (sem
dispêndio de uma gota de combustível) que foi desenvolvido pelo CEA Tech. A
dar a volta ao mundo, em seis anos, passando por 50 países, a uma
velocidade de 8-10 nós. Movido a energias renováveis e hidrogénio (painéis
solares, turbinas eólica, geradores de hidrogénio, aproveitamento de forças
hidráulicas) para gerar a energia elétrica que alimenta motores,
equipamentos de navegação e sistemas de comunicação. O hidrogénio (retirado da água do mar e não de
combustíveis fósseis) é considerado uma solução para o armazenamento de energia eólica e solar. A testar a
sua eficácia em ambientes hostis. O objetivo maior do projecto será o de promover a transição para a criação
de edifícios neutros em carbono e o desenvolvimento de comunidades sustentáveis. Pensa-se que, um dia,
esse sistema de energias renováveis combinadas poderá ser usado em casas, fábricas e navios de carga. E
fornecer energia a 1,2 biliões de pessoas ainda sem acesso à eletricidade.
O ITER E OUTROS LOCAIS VISITADOS
 O ITER é uma máquina (reator termonuclear do tipo Tokamak) do tamanho de um prédio de
10 andares (30 metros x 30 metros), construído sobre uma plataforma anti-sísmica.
Considerado o maior puzzle do mundo, muitas das suas peças estão a ser finalizadas em
diferentes países. Os cabos elétricos necessários contornam 2,5 vezes o perímetro da Terra e
Energias renováveis Energia Nuclear Saúde e Ciências da Vida
Matéria e Universo Investig. Tecnológica e Indústria Clima e Ambiente

3. foi construída uma central elétrica para o alimentar. Necessita de uma potência disponível de
50 MW. Será o equivalente a “um Sol dentro de uma panela”. A câmara de reação tem um
volume superior a 800 m3
.
O ITER vai reproduzir a reações termonucleares de fusão que acontecem no coração das estrelas, a
temperaturas e pressões muito elevadas (quando a matéria se encontra num estado físico chamado
plasma, com elevado nível de agitação e confinamento dos iões). Nestas circunstâncias, dois núcleos
leves de hidrogénio conseguem a fusão, originando um átomo de hélio, com libertação de energia. Os
combustíveis a utilizar são átomos de hidrogénio, do tipo deutério (extraído da água) e trítio
(fabricado a partir do Lítio); grande parte da energia libertada ocorrerá na forma de energia de
movimento dos neutrões, libertados na reação de fusão nuclear. Esta é transferida para as paredes do
reator, sob a forma de calor, fará aquecer água e, pelo método clássico, acionar as turbinas de um
gerador elétrico.
Para criar as condições das estrelas, o ITER utiliza um processo que consiste em manter o plasma
muito quente (150 milhões de graus Celcius), necessariamente confinado por campos magnéticos
intensos, para não perder calor para um qualquer meio material. Estes são criados por electroímanes
supercondutores, arrefecidos a temperaturas muito próximas do zero absoluto. Criam como que uma
caixa imaterial de forma toroidal com correntes helicoidais de plasma quente no seu interior.
Para o plasma poder acumular a quantidade de energia suficiente, necessária à ocorrência das reações
de fusão, não arrefecendo rapidamente, é necessário que as máquinas de futuro tenham dimensões
mínimas de 1000 m3
de plasma. O aquecimento do plasma é feito através: das correntes elétricas de
circulação do plasma por ação magnética; da injeção a alta velocidade dos átomos de deutério,
aquecidos no exterior; por incidência de microondas sobre o plasma. É possível, deste modo,
conseguir reações nucleares de fusão estáveis e duradoiras (15’).
A era industrial surgirá quando a máquina conseguir trabalhar em contínuo (não se degradando, pelo
fluxo constante de neutrões) e gerando o trítio de que necessita (através de uma cobertura de Lítio).
Será o DEMO, previsto para 2050. Outros métodos estão a ser experimentados, como o da fusão
inercial, por incidência de raios LASER intensos sobre uma amostra de matéria.
 O WEST, o “pequeno” ITER: é um reator experimental, construído numa escala muito inferior (cerca de
30 m3
de capacidade de plasma) que tem feito estudos pioneiros dos fenómenos físicos ligados à fusão
nuclear; melhorando tecnologias, para dar resposta à erosão dos materiais da câmara interior e do seu
funcionamento em contínuo. Melhorando os tempos de ignição do plasma.
Pelo número de tubos e cabos que saem da câmara de fusão termonuclear, percebe-se a sofisticação e
complexidade do processo experimental que está a ser implementado.

4. No interior deste reator (uma máquina do tipo Tokamak), cada peça é fruto de investigação científica e
teste. Observámos os cientistas a analisar materiais e à procura das melhores soluções. Parte
considerável da visita guiada, orientada por um cientista doutorado do CEA, decorreu nesta zona de
investigação. Pudemos tocar nas peças deterioradas que não resistiram aos testes experimentais a que
foram sujeitas.
Nos momentos de teste, o que se passa no interior do reator pode ser observado num écran de “uma
sala de comando” (semelhante às salas de controle de missões da NASA): pressões, temperaturas,
comportamento e tempos de ignição do plasma, interações indesejadas com os materiais das paredes.
E há braços robóticos, no interior do reator, dotados de câmaras que podem ser movidos a partir do
exterior, para observação e controlo, evitando a necessidade de abrir o reator. A sala de controlo não
estava ativa mas, a sua memória, é facilitadora da interpretação de fotografias com plasmas em
ignição.
 O Reator de Investigação Jules/ Horowitz, para o estudo do comportamento dos materiais e
combustíveis sujeitos a irradiação, dará apoio aos reatores e indústria nuclear do futuro. E assegurará
a produção de radioelementos para medicina nuclear e para indústria não nuclear. Próximo do local
onde nos foi permitido tirar a nossa fotografia de grupo.
Com experiência no domínio nuclear o CEA/ Cadarache desenvolveu conhecimento especializado nos
domínios da radiobiologia e toxicidade nuclear. Estuda o impacto das atividades nucleares sobre o
homem e o ambiente.

5.  Investigação em Energias Renováveis
O CEA/ Cadarache tem uma experiência de 30 anos de investigação nos domínios das energias
renováveis, sendo áreas prioritárias de estudo: a energia solar (térmica e fotovoltaica), o seu
armazenamento, a sua integração na paisagem e em rede, melhorando o rendimento e preço dos
painéis; a melhoria da performance, custo, segurança e fiabilidade de baterias para os carros elétricos;
o aperfeiçoamento e integração de toda a tecnologia do hidrogénio e da pilha de combustível; os
biocombustíveis de 2ª (por via termoquímica, com aproveitamentos de biomassa) e 3ª geração
(tirando partido de capacidades de microorganismos, como microalgas, para produzir hidrogénio,
lípidos ou álcoois). O grupo observou, no campo, um estudo experimental com filas contínuas de
espelhos curvos semicilíndricos que concentravam a energia em tubos lineares, aquecendo água.
TESTEMUNHOS DE PARTICIPANTES NA VISITA
Participantes na visita de estudo (Adam, Ana Sofia, Filipe, Gustavo, João, Miguel) redigiram algum dos
seguintes comentários, reflexivos e introspectivos, sobre a mesma:
«A visita que fizemos em fevereiro foi única para mim. Pude ver cidades novas, entrar em contacto com o ambiente local
e aproveitar as belíssimas cidades de Aix-en-Provence e Marselha. Contudo, foi a visita ao centro de pesquisa e
desenvolvimento em Cadarache que mais me maravilhou. A entrar em contacto com o reator de fusão e com o cientista/
investigador italiano que guiou a nossa visita, eu senti que estava perante algo que pode mudar o futuro da
humanidade. A criança dentro de mim sentia-se numa fantasia, semelhante à sensação da primeira vez que fui à Disney;
sendo que a escala do reator permitiu-me mais compará-lo a projetos fictícios, retirados de filmes como Star Wars ou
Interstellar. Concluo, também, que foi realmente inspirador perceber que a cooperação entre múltiplos países não só é
possível, como também próspera. Isto dá-me esperança para o futuro, num momento em que a cooperação
internacional parece estra a falhar.»
«Eu gostei imenso da visita, uma vez que não só me enriqueceu a nível intelectual mas também a nível cultural. Tanto
Aix-en-Provence como Marselha são cidades muito bonitas que tivemos o prazer de poder conhecê-las e explorá-las um
pouco melhor. Na minha opinião, o ponto alto da visita foi o contacto que tivemos com uma central nuclear em
Cadarache, o que se revelou uma experiência única que não é certamente vivida por muitas pessoas. Foi incrível ter
estado tão perto de um reator nuclear de fusão e ter aprendido tanto sobre esta tecnologia, tão avançada e que eu
acredito que irá ser “o nosso futuro”. Tendo isso em conta, foi certamente uma visita que teve um grande impacto em
mim e que eu realmente adorei.»
«A viagem a França foi interessante, produtiva, didáctica mas, principalmente, foi uma ponta de novos interesses que se
abriu em mim. A minha maneira de encarar a física mudou após esta viagem. Não só me deu oportunidade de ver coisas
únicas, como me suscitou um interesse de querer saber mais sobre o assunto em questão. Foi uma viagem inesquecível.
Para além disso, no final da visita a Cadarache, penso que, o facto do guia nos revelar o caminho que seguiu na faculdade
e na escolha de cursos que fez, foi algo motivador para nós acreditarmos que somos capazes de cumprir os nossos
sonhos. Foi uma experiência inesquecível. Útil para aprender Física a nível internacional, assim como para desfrutarmos
de uma viagem deveras bonita.
«Sem dúvida uma viagem marcante. Nunca pensei que uma viagem de apenas três dias tivesse um impacto tão positivo
na minha vida estudantil. Sem dúvida um incentivo ao estudo da Física e da Ciência em geral.»
«Vista com alguma relutância, a priori, a visita de estudo foi, a meu ver um grande sucesso. Um centro de
investigação, desconhecido pela maior parte das pessoas, tornou-se a minha melhor experiência de visita de
estudo. A capacidade dos investigadores de nos tratarem como adultos e não como uma turma de miúdos, a

6. visitar as instalações, contribuiu imenso para a qualidade da visita. O que mais me surpreendeu foi a
infinidade de projetos em desenvolvimento e a existência de investimento nos mesmos. Para esta visita foi
importantíssima o empenho e dedicação da Professora Helena, a quem agradeço.»
«A viagem a Cadarache que se realizou de 3 a 5 de fevereiro, decorreu sem qualquer problema. Aix-en-
Provence é uma cidade belíssima embora pequena. Aí foi possível conhecer diversos museus, nomeadamente
a Fundação Vasarely, o Museu e a capela Granet, entre outras. No entanto, sem dúvida alguma, que a parte
mais cativante, interessante e educativa foi a visita ao CEA- Cadarache. Pessoalmente, o momento mais
fascinante foi a visita ao reator WEST. Durante esse tempo, explicações do funcionamento do reator foram-
nos fornecidas por um investigador italiano que esclareceu todas as nossas questões. Entender não só o
funcionamento científico do WEST, como também a magnitude do projecto ITER fez-me olhar para a Ciência
de uma maneira diferente e mais alargada, que terá, consequentemente, implicações diretas no percurso do
meu futuro. Concluindo, penso que esta visita superou as minhas expetativas, já que me permitiu ver um
mundo novo.»
O CONTACTO COM A CIDADE
Todos ficámos conquistados pela vida na cidade e pelos seus lugares. Aix-en-Provence é conhecida pela cidade
das águas e das artes, com várias galerias e fontes, ao longo do Cours Mirabeau e centro histórico.
Terra de Cézanne (1839-1906), impressionista e precursor do abstracionismo, pintou incessantemente a luz, a
natureza e as paisagens da Provença, com representação obsessiva do Monte Sainte-Victoire.
A Fundação Vasarely é um expoente da Arte Ótica e Cinética. O Museu Granet dá acesso a trabalhos de Degas,
Renoir, Gauguin, Monet, Cézanne, Van Gogh, Picasso, (…), expostos na Chapelle des Pénitents Blancs.
- VISITAS VIRTUAIS À GRANDE CIÊNCIA & TECNOLOGIA DO NOSSO TEMPO -
 Derniers résultats de simulation sur la fusion par confinement magnétique; Recherches sur les plasmas
de fusion (4:22’)
https://www.youtube.com/watch?v=3w4LAWcw1us
 La fusion contrôlée par confinement magnétique, le CEA et ITER (1:02:43 h)

7. https://www.youtube.com/watch?v=xezCtw8zHbc
 A fusão nuclear poderá salvar-nos? (19:35’)
https://www.youtube.com/watch?v=-UC8eSbQiWU
 ITER, la fusion nucléaire nous sauvera-t-elle? (52:11’)
https://www.youtube.com/watch?v=r1P41lNqkXM
 ITER Mythes et Réalités d'un projet nucléaire 1/5 (24:44’)
https://www.youtube.com/watch?v=Fi_uurHZY-g
 HYDROGÈNE : L'ÉNERGIE DU FUTUR ? (32:07´)
https://www.youtube.com/watch?v=dUv3U9w1xz4
Visita de estudo do 12º B
(com as docentes de TIC e de Física)
Helena Pimentel