Em dezembro de 2022, cientistas da US National Ignition Facility, dos EUA, anunciaram um marco histórico: pela primeira vez, a sua reação de fusão alimentada por laser atingiu o ponto de equilíbrio, produzindo mais energia do que consumia.
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Mas avanços tão grandes como este precisam de ser rigorosamente verificados – e isso pode levar algum tempo.
É importante ressaltar que uma série de artigos que detalham o projeto experimental, os avanços tecnológicos e os resultados da reação de descoberta inicial acabaram de ser revisados por pares, o que significa que pesquisadores não envolvidos no trabalho examinaram os métodos e descobertas para verificar as somas.
“Esta conquista é o culminar de mais de cinco décadas de pesquisa e prova que a fusão laboratorial, baseada em princípios fundamentais da física, é possível”, escrevem os membros da equipe da Colaboração Indirect Drive ICF (fusão por confinamento inercial) no primeiro de cinco artigos.
A fusão nuclear, se aproveitada e ampliada, promete uma fonte abundante e inesgotável de energia limpa, sem as emissões de gases com efeito de estufa dos combustíveis fósseis ou os resíduos radioativos da fissão nuclear. A fusão é a fusão de dois ou mais átomos para formar um átomo maior, liberando energia no processo.
Estas reações baseadas em laboratório estão muito longe das aplicações em escala comercial, imitando as reações de fusão que alimentam o nosso Sol e as estrelas em pequena escala. Sem a massa do Sol para fornecer algum ruído gravitacional, os métodos de fusão de átomos na Terra dependem do calor.
No caso desta tecnologia de fusão específica, esse calor é fornecido através de uma poderosa explosão de luz. Os experimentos envolvem bombardear uma cápsula contendo míseros 220 microgramas de deutério e trítio combustível com 192 lasers de alta potência, o que aumenta a pressão para 600 bilhões de atmosferas e a temperatura para 151 milhões de °C (272 milhões de °F).
Estas condições, que excedem em muito as existentes no interior do Sol, fazem com que o combustível imploda, os átomos de deutério e trítio fundem-se em hélio e libertam energia.
Na experiência inovadora de dezembro de 2022, os lasers dispararam 2,05 megajoules (MJ) de energia no combustível, resultando na libertação de 3,15 MJ – portanto, cerca de 1,5 vezes mais energia foi produzida pela reação do que foi entregue ao combustível.
Os novos documentos detalham o progresso que tornou possível o “ponto de equilíbrio”, incluindo ajustes na mistura de combustível, eliminação de defeitos nas paredes da cápsula, aumento da massa da cápsula do tamanho de uma ervilha, aumento das energias do laser e aumento do volume de combustível utilizado.
Ultrapassar o chamado limite de ignição marcou o início de uma nova era de pesquisa em fusão, que não desacelerou desde então: os pesquisadores dispararam lasers mais energéticos e produziram ainda mais energia em vários experimentos no ano passado.
Os pesquisadores também relatam resultados de um desses experimentos mais recentes, de meados de 2023, que gerou 3,88 MJ de energia a partir dos mesmos 2,05 MJ de entrada de energia – cerca de 1,9 vezes a energia injetada, que é o maior rendimento até o momento.
Tenha em mente, no entanto, que são utilizadas enormes quantidades de energia para alimentar os lasers nestas experiências: 500 bilhões de watts, ou mil vezes mais energia do que a rede energética nacional dos EUA produz em qualquer instante. Portanto, há um longo caminho a percorrer antes que essas reações de fusão realmente gerem mais energia do que a necessária para desencadeá-las.
“Há uma chance de termos fusão”, disse Martin Freer, físico nuclear da Universidade de Birmingham, a Matthew Sparks da New Scientist. “Mas os desafios que temos são bastante íngremes, cientificamente.”
Apesar da promessa de energia limpa, os cientistas também sublinham que a fusão nuclear não é a solução imediata de que necessitamos para a crise climática.
As instalações comerciais de fusão nuclear ainda estão a décadas de distância, afirma Aneeqa Khan, investigadora em fusão nuclear da Universidade de Manchester, quando precisamos de reduzir quase para metade as emissões globais de carbono nos próximos 6 anos – até 2030 – para mudar o clima.
Felizmente, já temos as tecnologias de energia renovável para fazer isso.
Os cinco artigos foram publicados na Physical Review Letters e a matéria em ScienceAlert
