A energia de fusão está agora mais próxima do que nunca graças a um avanço feito em um laboratório de laser de ponta.

A energia de fusão está agora mais próxima do que nunca graças a um avanço feito em um laboratório de laser de ponta.

Cientistas e engenheiros do Lawrence Livermore National Laboratory afirmam ter criado plasma em chamas em um laboratório que foi sustentado por um curto período de tempo pelo calor de suas próprias reações de fusão nuclear – um passo significativo para aproveitar a energia de fusão funcional.

Os pesquisadores aqueceram um isótopo de hidrogênio do tamanho de um BB a muitas vezes a temperatura no núcleo do Sol usando o laser mais energético do mundo no National Ignition Facility (NIF) no laboratório. Isso criou a pressão necessária para iniciar o processo de fusão no hidrogênio, que então aqueceu o material por uma fração significativa de megajoule por conta própria, sem o uso de outras fontes de calor.

O físico do LLNL Alex Zylstra e Omar Hurricane publicaram suas descobertas na Nature esta semana.



Um plasma em chamas é aquele em que as reações de fusão aquecem o combustível mais do que fizemos para iniciar a queima, disse Zylstra ao TechRadar. Criamos esse estado pela primeira vez em experimentos relatados neste artigo, que ocorreram entre novembro de 2020 e fevereiro de 2021 e produziram até 0,17 megajoules de energia de fusão.

O objetivo final desta pesquisa, bem como a razão para o estabelecimento do sítio NIF, é desenvolver uma reação de fusão auto-sustentável. A fusão, na qual dois átomos de hidrogênio são misturados e liberam grandes quantidades de energia, requer uma tremenda quantidade de energia externa para ser induzida. A fusão também deve liberar mais energia do que foi usada para iniciar a centelha de fusão inicial para realmente funcionar como combustível.

Cada reação de fusão produz energia suficiente para manter o processo uma vez que a faísca é acesa, induzindo a fusão em átomos de hidrogênio próximos, que libera energia de forma exponencialmente crescente.

Em agosto passado, quando o National Ignition Facility do LLNL gerou 10 quadrilhões de watts de energia a partir de um experimento de fusão, o calor autossustentável gerado pela queima de plasma permitiu que os engenheiros do LLNL estabelecessem um novo recorde de produção de energia.

A explosão de 0,17 megajoule não é nem 10% da energia necessária para acender a fusão nuclear sustentada, mas é 10% mais energia do que os lasers LLNL tinham para começar.

Isso é significativo porque significa que agora podemos usar o autoaquecimento da fusão para aumentar significativamente a quantidade de energia gerada com melhorias adicionais, explicou Zylstra. Isso foi demonstrado em um experimento subsequente em agosto de 2021, que produziu 1,3 megajoules de energia. A ignição é um marco mais difícil do que a queima de plasma; ocorre quando o autoaquecimento da fusão supera os mecanismos físicos que fazem com que o combustível perca energia.

Enquanto isso, nenhum resíduo radioativo é produzido. Na verdade, o único subproduto desse processo é o hélio, que está em falta em todo o mundo, então mesmo esse subproduto é valioso.

Ok, mas quando os reatores de fusão estarão disponíveis?

Apesar do incrível feito e de uma década ou mais de pesquisa no NIF, a fusão nuclear não será usada para alimentar o mundo por algum tempo.

Zylstra disse ao TechRаdаr que uma demonstração científica de ignição por fusão talvez seja comparável ao avião dos irmãos Wright. No entanto, passar dessa conquista para um avião a jato moderno no qual você pode comprar passagens aéreas transcontinentais ainda é muito difícil.

Os pesquisadores estão atualmente na fase de prova de conceito, tentando determinar se a fusão nuclear útil é mesmo possível, dadas as nossas capacidades tecnológicas atuais.

Outros cientistas e engenheiros terão que descobrir a melhor forma de utilizar esta nova tecnologia, uma vez que todas essas etapas tenham sido verificadas. Mas, se for bem-sucedida, essa pesquisa transformará nossas vidas – e isso é fato científico, não ficção.