Fuso nuclear experimental bate novo recorde
Energia
Com informações da New Scientist – 07/08/2023
Os fs de Jornada nas Estrelas conhecem bem o laboratrio NIF, que serviu de cenrio para a seo de engenharia da nave Enterprise.
[Imagem: LLNL/NIF]
Ganho relativo
Em dezembro de 2022, pesquisadores do Laboratrio Nacional Lawrence Livermore, nos EUA, alcanaram um marco histrico: Eles obtiveram mais energia de uma reao de fuso nuclear do que precisaram injetar para fazer a reao funcionar.
Agora eles repetiram o experimento, obtendo um resultado superior ao obtido no ano passado.
O reator de fuso NIF (National Ignition Facility) usa 192 feixes de laser focados simultaneamente em uma cpsula de dois milmetros contendo o combustvel nuclear. O aquecimento quase instantneo faz a cpsula implodir, comprimindo os tomos em seu interior, os istopos de hidrognio deutrio e trtio, em um plasma no qual a fuso nuclear pode ocorrer.
Esses lasers produzem 2,1 megajoules de energia, mas o reator produziu cerca de 2,5 megajoules, um ganho de aproximadamente 20%. Isso no est nem perto do ganho necessrio para justificar um reator comercial, mas um lampejo de esperana de que os reatores de fuso nuclear finalmente tornem-se uma meta vivel.
Agora, o laboratrio supostamente alcanou uma segunda ignio – uma reao que supera o ponto de equilbrio – e melhorou os nmeros anteriores, com o reator produzindo cerca de 3,5 megajoules.
Curiosamente, a equipe no anunciou oficialmente ainda os resultados, e nem anunciou a publicao de nenhum relatrio. Mesmo o experimento tendo ocorrido h mais uma semana, no dia 30 de Julho, a notcia s foi veiculada por uma reportagem do jornal Financial Times.
Questionado pela revista New Scientist, o porta-voz da instituio afirmou que “desde a demonstrao da ignio por fuso pela primeira vez no NIF, em dezembro de 2022, continuamos a realizar experimentos para estudar esse novo regime cientfico empolgante. Em um experimento realizado em 30 de julho, repetimos a ignio no NIF. A anlise desses resultados est em andamento. Como nossa prtica padro, planejamos relatar esses resultados nas prximas conferncias cientficas e em publicaes revisadas por pares.”
192 feixes de laser forneceram mais de 2 milhes de joules de energia ultravioleta a uma pequena pastilha de combustvel para dar a ignio na fuso nuclear. Mas os lasers gastam muito mais energia do que isso.
[Imagem: LLNL/NIF]
Isso significa que o poder da fuso nuclear agora est disponvel?
Em uma palavra, no. E estamos muito longe disso.
Um problema que, embora a sada do reator seja maior que a sada do laser, os prprios lasers so muito ineficientes. Para criar 2,1 megajoules de energia, eles consomem 500 trilhes de watts, o que mais energia do que a produo de toda a rede nacional dos EUA. Portanto, um desafio significativo para o futuro criar uma reao que supere seus requisitos totais de energia, e no apenas o estgio final do laser.
Outra questo que o reator NIF pode disparar apenas uma vez, por alguns bilionsimos de segundo, antes de ter que passar vrias horas resfriando seus componentes para ser ligado novamente. Um reator comercial teria que funcionar quase continuamente com vrias ignies por segundo, para que a energia seja produzida de modo constante.
E, claro, mesmo quando um reator consegue funcionar por longos perodos e compensar seu gasto real de energia, ele ainda estar apenas empatando. Para que a fuso nuclear se torne uma alternativa vivel s fontes de energia existentes, ser necessrio extrair uma grande quantidade de energia lquida – o suficiente para compensar o enorme custo de construir o reator.
H um ditado muitas vezes repetido na comunidade cientfica, de que a energia da fuso nuclear est a 30 anos no futuro… e sempre estar. Em termos de produo prtica de energia para uso da populao, esse ditado provavelmente continua vlido.
[Imagem: Alain Herzog (EPFL)]
Outros experimentos de fuso nuclear
importante notar que os reatores de fuso por conteno magntica do plasma j obtiveram resultados to ou mais significativos.
O reator JET (Joint European Torus), no Reino Unido, comeou a operar em 1983 e, no incio deste ano, manteve uma reao de fuso nuclear por 5 segundos, produzindo um recorde de 59 megajoules de energia trmica e tornando-se o ponto mais quente do Sistema Solar, chegando a 150 milhes C. Ele funciona hoje como uma espcie de laboratrio do muito maior ITER, o reator de fuso nuclear internacional que est sendo construdo na Frana.
Mais recentemente, o reator coreano KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), sustentou uma reao de fuso por 30 segundos, em temperaturas acima dos 100 milhes C.
Enquanto isso, experimentos alternativos, como a fuso magneto-inercial, o reator SPARC do MIT e o reator de fuso privado Trenta continuam fazendo seus prprios progressos.
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