A fusão nuclear está mais próxima de ser uma fonte de energia viável


Pura ficção científica no mundo real? Uma equipa do Lawrence Livermore National Laboratory, nos EUA, colocou a humanidade mais perto de conseguir imitar o que se passa no interior das estrelas. Pela primeira vez, em laboratório, uma reação de fusão produziu uma quantidade de energia maior do que aquela foi gasta na própria fusão.

As reacções nucleares – isto é, reacções em que ocorrem modificações de núcleos atómicos – dividem-se em dois tipos: reações nucleares de fusão, em que dois ou mais núcleos atómicos se juntam, formando um núcleo maior; e reacções nucleares de fissão, em que um núcleo atómico instável é dividido em dois menores. A principal reacção de fusão é aquela que ocorre no interior das estrelas: dois núcleos de hidrogénio fundem-se para produzir um átomo de hélio e um neutrão (elemento sem carga do núcleo atómico); existe uma enorme libertação de energia.

Na Terra, uma equipa do Lawrence Livermore National Laboratory, liderada pelo físico Omar Hurricane, conseguiu, pela primeira vez, produzir mais energia por fusão nuclear do que a aplicada para iniciar a reacção. Este é um passo importantíssimo para a humanidade. Se tudo correr bem daqui para adiante, a fusão nuclear pode ser uma fonte de energia quase inesgotável para as futuras gerações.

Na verdade, a energia sempre foi um dos grandes problemas da civilização. Os combustíveis fósseis, para além de extremamente poluentes, estão a esgotar-se. As energias renováveis são tímidas, não chegando para todas as necessidades (os carros eléctricos estão longe de ter mesma potência e autonomia que os carros a gasolina ou gasóleo, por exemplo). E a energia nuclear levou a desastres incalculáveis, como o de Chernobyl ou o de Fukushima. Para além de barata e limpa, a energia por fusão nuclear tem um potencial inesgotável, sendo o sonho de muitos. Há décadas que os cientistas trabalham para que a fusão do núcleo atómicos se torne rentável.

A equipa de Omar Hurricane realizou a experiência na National Ignition Facility (instalações militares que estão ligadas também ao estudo da energia nuclear), num num dispositivo chamado hohlraum (“hohlraum” é uma palavra alemã; em português, significa “cavidade”). Os cientistas norte-americanos utilizaram, na reação de fusão, o deutério e o trítio – dois isótopos do hidrogénio (têm, respectivamente, mais um e dois neutrões do que o hidrogénio). Não foi uma reacção fácil de se obter, mas foi bem mais fácil do teria sido se tivesse sido feita uma colisão de dois átomos de hidrogénio (uma fusão destas – igual à das estrelas – demora muito tempo).

“Os cientistas construíram um enorme laboratório com o tamanho de dois a três estádios de futebol; nele, foram construídos 192 feixes de laser que incidem, através de espelhos, numa câmara em vácuo de 10 a 15 metros de diâmetro. No meio da câmara está o hohlraum, um cilindro de poucos centímetros de altura onde tudo se passa. Os feixes de laser, verdes, entram pela parte inferior e superior do cilindro. Lá dentro, há uma esfera de poucos milímetros de diâmetro com uma cobertura externa de plástico. No interior da esfera está o plasma (um estado da matéria) com deutério e trítio. Os lasers não se dirigem directamente à esfera, batem contra a parede interior do hohlraum, feita de ouro. O ouro aquece e cria feixes de raios X, que por sua vez atingem a cobertura de plástico da esfera. Esta dilata-se, comprimindo no seu interior o plasma. Tudo acontece em nanossegundos. Este método chama-se fusão nuclear por confinamento inercial.

Durante três a quatro anos, a equipa, por precaução, usou feixes de laser inicialmente fracos, que iam aumentando de energia. O resultado causava um distúrbio na esfera e impedia um bom rendimento da fusão nuclear. Mas, nos últimos meses de 2013, os cientistas resolveram fazer incidir no hohlraum um feixe logo mais forte no início e conseguiram assim medir mais energia libertada através da fusão (16 quilojoules) do que a energia que atingia a esfera. Mas ainda se está muito longe da energia que começa por ser disparada pelos 192 lasers (dois megajoules)”, explica o jornal Público.

Apesar da descoberta científica, ainda há um longo caminho a percorrer até se produzir energia por fusão por confinamento inercial.

Via Público
Fonte: LLNL

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