.
Os físicos estão entusiasmados com os novos resultados dos experimentos de fusão nuclear. Mas o que eles descobriram e quão grande é esse avanço?
O que é fusão nuclear?
Experimentamos a fusão nuclear todos os dias – é o processo que dá origem ao calor e à luz do sol e de outras estrelas. Em resumo, envolve átomos leves sendo esmagados para produzir os mais pesados, liberando grandes quantidades de energia no processo.
Para fazer isso nós mesmos, é preciso uma engenharia séria. No National Ignition Facility (NIF) no Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, um feixe de laser fraco é dividido e a energia amplificada para dar 192 feixes de laser. Estes são usados para aquecer as paredes de uma pequena lata de ouro, chamada hohlraum, a mais de 3m graus Celsius, resultando na emissão de raios-X.
Esses raios X aquecem uma cápsula de tamanho milimétrico dentro do hohlraum que contém duas formas de hidrogênio: deutério e trítio. O calor faz com que a superfície da cápsula exploda para fora, forçando seu conteúdo a implodir – em outras palavras, o deutério e o trítio são forçados a se unirem rapidamente a uma pressão e temperatura muito altas.
O resultado é que, na parte mais quente do combustível, ocorre a fusão, resultando na formação de núcleos de hélio. Como um núcleo de hélio tem um pouco menos de massa do que a combinação de um núcleo de deutério e um de trítio, a diferença de massa é liberada como uma explosão de energia. Nas condições certas, os núcleos de hélio produzidos nesse processo podem transferir sua energia cinética para o combustível restante, aquecendo-o e provocando ainda mais fusão.
Caso isso aconteça, torna-se possível liberar mais energia do que foi colocado no experimento pelos lasers, condição conhecida como ignição.
O que acabou de acontecer?
Pesquisadores do NIF anunciaram que, pela primeira vez, conseguiram fazer exatamente isso. A equipe usou 2,05MJ de energia para aquecer o combustível com lasers, liberando 3,15MJ de energia.
É muita energia?
Não, na verdade não. A diferença – 1,1MJ – é de cerca de 0,3kWh. Demora cerca de 0,2kWh para ferver uma chaleira cheia de água.
Por que todos estão tão animados?
A pesquisa da fusão nuclear já dura 70 anos e esta é a primeira vez que os cientistas conseguem demonstrar a ignição – um ganho de energia positivo. Os resultados mostram que é realmente possível usar a fusão a laser para gerar energia – uma prova de princípio crucial que estimulará pesquisas para desenvolver a tecnologia. Isso é importante porque se espera que a fusão nuclear eventualmente forneça uma fonte de energia quase ilimitada, segura e limpa.
A que distância estamos de alimentar nossas casas por meio da fusão nuclear?
milhas. E milhas. Apenas uma pequena quantidade de excesso de energia foi gerada nos experimentos mais recentes – e foi necessária muita energia, cerca de 500MJ, para alimentar os lasers em primeiro lugar. Essas reações também precisariam acontecer em uma frequência muito maior – cerca de 10 vezes por segundo – e seriam muito mais baratas de operar antes que a fusão nuclear pudesse realmente ser usada para alimentar até mesmo uma chaleira.
Jeremy Chittenden, professor de física de plasma no Imperial College London, disse ao Guardian: “Qualquer um que trabalhe em fusão seria rápido em apontar que ainda há um longo caminho a percorrer desde a demonstração do ganho de energia até a eficiência da tomada de parede, onde o a energia proveniente de um reator de fusão excede sua entrada de energia elétrica necessária para operar o reator.
“Os experimentos em NIF demonstram o processo científico de ignição e como isso leva a um alto ganho de energia de fusão, mas para transformar isso em uma usina precisamos desenvolver métodos mais simples para atingir essas condições, que precisarão ser mais eficientes e acima de tudo mais barato para que a fusão inercial seja realizada como uma fonte de energia de fusão.”
.
