Cientistas dão novo passo em direção à energia de fusão nuclear quase ilimitada
Após alcançar histórico ganho líquido de energia no ano passado, próximo passo importante era provar que processo poderia ser replicado
Cientistas na Califórnia disparando quase 200 lasers em um cilindro que segura uma cápsula de combustível do tamanho de uma pimenta conseguiram dar mais um passo na busca por energia de fusão, que, se dominada, poderia fornecer ao mundo uma fonte de energia limpa praticamente ilimitada.
No ano passado, numa manhã de dezembro, cientistas no National Ignition Facility no Lawrence Livermore National Laboratory na Califórnia (LLNL) conseguiram, pela primeira vez no mundo, produzir uma reação de fusão nuclear que liberou mais energia do que consumiu, em um processo chamado “ignição”. Agora, eles afirmam ter replicado com sucesso a ignição pelo menos três vezes neste ano, de acordo com um relatório de dezembro do LLNL. Isso representa mais um passo significativo em direção ao que um dia poderia ser uma solução importante para a crise climática global, impulsionada principalmente pela queima de combustíveis fósseis.
Durante décadas, os cientistas tentaram aproveitar a energia de fusão, basicamente recriando o poder do sol na Terra. Após alcançar o histórico ganho líquido de energia no ano passado, o próximo passo importante era provar que o processo poderia ser replicado.
Brian Appelbe, um pesquisador do Centre for Inertial Fusion Studies no Imperial College London, disse que a capacidade de replicação demonstra a “robustez” do processo, mostrando que ele pode ser alcançado mesmo quando as condições, como o laser ou a cápsula de combustível, são variadas. Cada experimento também oferece a oportunidade de estudar detalhadamente a física da ignição, fornecendo informações valiosas aos cientistas para enfrentar o próximo desafio: como maximizar a energia que pode ser obtida.
Ao contrário da fissão nuclear – o processo usado nas usinas nucleares do mundo hoje, que é gerado pela divisão de átomos – a fusão nuclear não deixa resíduos radioativos de longa duração. À medida que a crise climática se intensifica e a urgência de abandonar os combustíveis fósseis aumenta, a perspectiva de uma fonte abundante de energia limpa e segura é tentadora.
A fusão nuclear, a reação que alimenta o sol e outras estrelas, envolve colidir dois ou mais átomos para formar um mais denso, em um processo que libera enormes quantidades de energia. Existem diferentes maneiras de criar energia a partir da fusão, mas no NIF, os cientistas disparam uma série de quase 200 lasers em uma pastilha de combustível de hidrogênio dentro de uma cápsula de diamante do tamanho de uma pimenta, dentro de um cilindro de ouro. Os lasers aquecem o exterior do cilindro, criando uma série de explosões muito rápidas, gerando grandes quantidades de energia coletada como calor.
A energia produzida em dezembro de 2022 foi pequena – foram necessários cerca de 2 megajoules para alimentar a reação, que liberou um total de 3,15 megajoules, o suficiente para ferver cerca de 10 chaleiras de água. Mas foi suficiente para torná-lo uma ignição bem-sucedida e provar que a fusão a laser poderia criar energia. Desde então, os cientistas repetiram o feito várias vezes. Em 30 de julho, o laser do NIF entregou um pouco mais de 2 megajoules ao alvo, resultando em 3,88 megajoules de energia – o maior rendimento alcançado até o momento, segundo o relatório. Dois experimentos subsequentes em outubro também trouxeram ganhos líquidos.
“Esses resultados demonstraram a capacidade do NIF de produzir consistentemente energia de fusão em níveis de vários megajoules”, diz o relatório. No entanto, ainda há um longo caminho a percorrer até que a fusão nuclear atinja a escala necessária para alimentar redes elétricas e sistemas de aquecimento. O foco agora está em ampliar o progresso feito e descobrir como ampliar drasticamente os projetos de fusão e reduzir significativamente os custos.
Na cúpula climática COP28 em Dubai, o enviado climático dos EUA, John Kerry, lançou um plano de engajamento internacional envolvendo mais de 30 países com o objetivo de impulsionar a fusão nuclear para ajudar a enfrentar a crise climática. “Há potencial na fusão para revolucionar nosso mundo e mudar todas as opções que estão diante de nós, e fornecer ao mundo energia abundante e limpa sem as emissões prejudiciais das fontes de energia tradicionais”, disse Kerry à reunião climática.
Em dezembro, o Departamento de Energia dos EUA anunciou um investimento de US$ 42 milhões em um programa que reúne várias instituições, incluindo o LLNL, para estabelecer “hubs” focados no avanço da fusão. “Aproveitar a energia de fusão é um dos maiores desafios científicos e tecnológicos do século XXI”, disse a secretária de Energia dos EUA, Jennifer Granholm, em um comunicado. “Agora temos a confiança de que não apenas é possível, mas provável, que a energia de fusão se torne realidade.”
(Ella Nilsen e René Marsh contribuíram para a reportagem)
