EUA e China anunciam progressos na busca pela fusão nuclear

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Reator chinês atingiu uma temperatura recorde de 160 milhões de graus

Energia: O reator americano usa raios laser

A fusão nuclear é a energia que faz o Sol e as estrelas brilharem. Há mais de meio século que cientistas do mundo inteiro tentam reproduzir esse processo aqui na Terra. Ao contrário das usinas nucleares de fissão, que usam elementos pesados e produzem resíduos radioativos, a fusão queima isótopos de hidrogênio e não produz resíduos. O problema é que ela só acontece sob as pressões e temperaturas de milhões de graus, encontradas no interior do Sol e das estrelas. E reproduzir essas temperaturas aqui na Terra envolve um grande desafio tecnológico.

Nenhum recipiente de material sólido é capaz de conter um gás a temperatura de milhões de graus. A solução é criar uma espécie de garrafa magnética, que contem o gás de plasma. Essa é a abordagem que esta sendo tentada pelos cientistas chineses. Em janeiro passado, eles anunciaram que seu “sol artificial” tinha atingido uma temperatura recorde de 160 milhões de graus centígrados. Essa temperatura é maior que a existente na superfície do Sol, onde o calor não passa de 6 mil graus centigrados. No Sol a fusão nuclear acontece no núcleo, a temperaturas de 15 milhões de graus.

O reator chinês é um Tokamak Supercondutor avançado. Onde fortes campos magnéticos isolam o plasma superaquecido das paredes do reator. Na Coréia do Sul uma máquina semelhante alcançou uma temperatura de 100 milhões de graus no ano passado. O problema é que a energia usada para aquecer o plasma, e gerar os campos magnéticos é maior do que a energia produzida pela fusão. E no caso da máquina chinesa o processo só durou 20 segundos. Para que a energia de fusão nuclear seja viável, é preciso que a máquina gere mais energia do que consome e por um longo período de tempo.

Nos Estados Unidos o Laboratório Lawrence Livermore na Califórnia, usa uma abordagem diferente, a da fusão induzida por raios laser. No lugar de esquentar um gás, confinado por campos magnéticos, como fazem os chineses e coreanos, os americanos detonam bolinhas de deutério congelado (Um isótopo de hidrogênio) usando um laser super-potente. Os isótopos são átomos mais pesados de um determinado elemento químico. No caso do hidrogênio temos dois isótopos que servem de combustível para a fusão nuclear, o deutério e o trítio. O processo norte-americano é chamado de fusão nuclear por confinamento inercial. No laboratório Lawrence Livermore foi construída uma máquina chamada de National Ignition Facility (Instalação Nacional de Ignição) ou NIF em inglês. Nessa máquina , 192 raios laser de alta potencia são disparados em cima de uma bolinha de trítio e deutério do tamanho de um grão de pimenta. Os laseres comprimem a bolinha até uma densidade 100 vezes maior que a do chumbo e uma temperatura de 100 milhões de graus, onde os núcleos atômicos se fundem liberando a energia.

Em um teste realizado em 8 de agosto do ano passado, a fusão da bolinha liberou uma energia de 1,35 megajoules. O problema aqui é que os laseres consomem 1,9 megajoules. Como o Tokamak chinês a experiência americana ainda consome mais energia do que produz. Mas os cientistas americanos estão confiantes de que em breve vão conseguir o que eles chamam de ignição. Ou seja, gerar mais de 1,9 megajoules e tornar a máquina rentável. A vantagem é que o subproduto da fusão é o gás hélio e não existe a geração de lixo radioativo como nas usinas atômicas de fissão. Num teste realizado em 2012 o NIF gerou uma energia de 500 terawatts o que é mil vezes a energia consumida nos Estados Unidos num instante de tempo.

Além de ser uma fonte de energia inesgotável aqui na Terra, a fusão nuclear também poderia ser usada na propulsão de naves espaciais. Que alcançariam velocidades muito superiores as dos foguetes atuais. Aliás, a instalação NIF é tão futurista que já serviu de cenário para um filme da Jornada nas Estrelas.

 

Jorge Luiz Calife

 





Fonte: Diário do Vale