Pela primeira vez, uma reacção de fusão nuclear produziu mais energia do que a que gastou | Energia | PÚBLICO
Energia Pela primeira vez, uma reacção de fusão nuclear produziu mais energia do que a que gastou
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12 de Fevereiro de 2014, 20:42
É nas estrelas que se dá naturalmente a fusão nuclear, quando pressões gigantes, temperaturas altíssimas e uma grande densidade de matéria obrigam a que dois protões – os núcleos dos átomos de hidrogénio – se fundam. O resultado desta fusão gera uma cadeia de reacções que acaba por produzir hélio, positrões (os anti-electrões) e neutrinos, além de energia. Há assim uma ignição, uma reacção inicial que produz energia e auto-alimenta a fusão nuclear naqueles astros. A natureza pôs assim as estrelas a brilhar.
Na Terra, optou-se por utilizar compostos diferentes dos que os que existem no Sol para atingir reacções semelhantes – seria necessário esperar muito tempo para se observar a colisão de dois núcleos de hidrogénio. Os cientistas usam antes deutério e trítio: dois isótopos (formas) do hidrogénio (têm, respectivamente, mais um e dois neutrões do que o hidrogénio). O deutério encontra-se no mar e o trítio, apesar de ser naturalmente muito raro, pode ser produzido. Desta forma, produzem um átomo de hélio, um neutrão (elemento sem carga do núcleo dos átomos) e libertam energia. Mas esta não é uma reacção fácil de se obter.
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)."Pela primeira vez, conseguiu-se mais energia a partir deste combustível do que a que foi colocada no combustível", disse Omar Hurricane, citado pela Reuters. "E isso é bastante único. É um ponto de viragem."
Ainda não foi atingida a ignição que se observa nas estrelas, apenas parte dos átomos se fundiram. Mas, quando se deu a fusão, mediu-se uma subida de temperatura que se coaduna com os modelos que antecipam a ignição. "A descoberta dá, de facto, um caminho possível para a fusão por confinamento inercial", comenta Luís Oliveira e Silva. Mas há ainda um longo caminho pela frente. Os autores do artigo falam de décadas até se produzir energia a partir deste método.Do lado de cá do Atlântico, em França, o Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER, na sigla em inglês), um projecto que envolve a União Europeia, a Rússia, os Estados Unidos, o Japão, a Coreia do Sul, a China ou a Índia, está a trabalhar no mesmo. Mas baseia-se no confinamento magnético, em que as condições de pressão e temperatura do plasma são criadas não por inércia, mas com magnetos gigantes em forma de anel, o tokamak.As instalações no Sul de França só estarão prontas por volta de 2020. Com o confinamento magnético nunca se conseguiu o rendimento atingido agora na Califórnia. Mas os estudos garantem que, no ITER, se atingirá a ignição do plasma, diz o cientista português. E a nova descoberta é importante para toda a área. "Tem um impacto político porque mostra que a fusão nuclear, numa das suas vertentes, é possível", sublinha Luís Oliveira e Silva, referindo que o fim dos combustíveis fósseis, nas próximas décadas, vai obrigar a humanidade a ter uma alternativa energética. "A pressão do ponto de vista energético é tão grande que não faz sentido não explorar as diferentes possibilidades."
Notícia corrigida a 24 de Fevereiro:
A fusão nuclear nas estrelas foi erradamente descrita como um núcleo de dois átomos de hidrogénio que se fundem para produzir um átomo de hélio e um neutrão.