Fusão nuclear

O Que é a fusão nuclear?

A fusão nuclear é um processo em que dois núcleos atômicos leves são combinados para formar um núcleo mais pesado, liberando uma quantidade significativa de energia. Esse processo ocorre em temperaturas extremamente altas e requer um ambiente de pressão intensa para superar a repulsão eletrostática entre os núcleos.

Ao contrário da fissão nuclear, que envolve a divisão de átomos pesados, a fusão nuclear ocorre com átomos leves, como o hidrogênio isotópico de deutério e trítio. A fusão nuclear é a mesma reação que ocorre no Sol, onde os átomos de hidrogênio se fundem para formar hélio, liberando uma enorme quantidade de energia no processo.

Quais as vantagens da fusão nuclear?

O principal impacto da fusão nuclear na produção de energia no futuro é o potencial de fornecer uma fonte de energia limpa, segura e praticamente inesgotável. A fusão nuclear tem várias vantagens significativas em comparação com outras formas de produção de energia:

1. Abundância de combustível: O deutério, um dos principais elementos utilizados na fusão nuclear, pode ser extraído da água do mar, tornando-o virtualmente inesgotável. O trítio necessário também pode ser gerado na própria reação de fusão.

2. Baixo impacto ambiental: A fusão nuclear não emite gases de efeito estufa nem produz resíduos radioativos de longa duração, como a fissão nuclear. A única fonte de poluição seria a ativação dos materiais do reator, mas isso pode ser minimizado com o uso de materiais adequados.

3. Segurança: A fusão nuclear possui um perfil de segurança intrínseco. Como o processo de fusão ocorre apenas em condições específicas de temperatura e pressão, qualquer desvio dessas condições resultaria na interrupção da reação. Além disso, a quantidade de combustível no reator é limitada, reduzindo o risco de acidentes graves.

4. Eficiência energética: A quantidade de energia produzida pela fusão nuclear é significativamente maior do que outras fontes de energia, como combustíveis fósseis. Além disso, a energia liberada pela fusão é transformada em eletricidade de maneira eficiente, sem perdas significativas.

Qual o ponto de desenvolvimento da Fusão nuclear?

Embora a fusão nuclear seja promissora, ainda há muitos desafios técnicos a serem superados para alcançar uma implementação comercial viável. Os principais desafios incluem o desenvolvimento de um reator estável e contínuo, a contenção adequada do plasma a temperaturas extremas e a extração eficiente da energia produzida. No entanto, a pesquisa e o desenvolvimento continuam em andamento em todo o mundo, e espera-se que a fusão nuclear possa se tornar uma fonte de energia viável nas próximas décadas. O maior exemplo é o ITER.

O que é o ITER?

O ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) é um projeto de pesquisa de energia nuclear localizado em Cadarache, no sul da França. É um esforço colaborativo internacional envolvendo 35 países, incluindo os membros da União Europeia, Estados Unidos, Rússia, China, Índia, Japão e Coreia do Sul, entre outros. O custo total do ITER tem sido estimado em várias dezenas de bilhões de dólares americanos.

No ITER, os cientistas buscam criar e manter um plasma quente o suficiente para iniciar e sustentar a reação de fusão nuclear. Isso é feito confinando o plasma em um dispositivo chamado tokamak, que usa campos magnéticos para conter e estabilizar o plasma a temperaturas extremamente altas.

O ITER está projetado para ser um grande avanço em direção à demonstração de produção de energia de fusão em larga escala. Embora ainda esteja em construção e não esteja previsto para começar a operar totalmente até o final da década de 2020, o sucesso do ITER poderia ter um impacto significativo no fornecimento de energia global e na transição para fontes de energia mais limpas e sustentáveis.

Qual o futuro da fusão?

A complexidade do processo para manter o plasma a cerca de 150 milhões de graus Celcius em ciclo continuo, continua a ser um grande desafio. Neste momento ainda não conseguimos obter mais energia do que aquela necessária para criar as condições de fusão, por outro lado, também não conseguimos manter a reação por muito tempo.

O processo de fusão pode gerar no máximo cerca de 100 vezes mais energia do que a energia para elevar a temperatura até aos 150 milhões de graus. Por outro lado, podemos usar a eletrolise e a água do mar para gerar quantidade de energia quase ilimitada e limpa.

As estimativas é que o processo de fusão comece em grande escala a partir de 2050. Contudo, já desde 1950 que se trabalha no processo de fusão, rapidamente conseguimos o processo de fusão para criar a bomba de hidrogénio, contudo ainda não conseguimos utilizar o poder da fusão para a produção de energia limpa e “ilimitada”.

Curiosidades da fusão nuclear

A fusão nuclear não é apenas a criação de Hélio a partir de Hidrogénio e seus isótopos. A fusão nuclear como processo que gera energia termina no Ferro, passando pelos outros elementos da tabela periódica. Para gerar elementos mais pesados da tabela periódica já é necessário adicionar energia para continuar a fundir núcleos.

Dominando a fusão nuclear poderá também possibilitar a criação de uma nova geração de naves espaciais, obtendo assim a capacidade de explorar o espaço para além do nosso sistema solar e poder visitar estrelas vizinhas. Com a fusão nuclear poderemos ter combustível para viajar a uma fração da velocidade de luz, contudo tardaríamos vários anos até atingir outras estrelas.