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Física & Química

Garoto de 14 anos pode se tornar a pessoa mais jovem a realizar a fusão nuclear

É possível que o estudante seja a pessoa mais jovem alcançar a fusão nuclear.

Jackson Oswalt, 14, mostra a placa na porta de seu laboratório em casa alertando sobre a radiação dos raios X. (Charles Watson / Fox News)

O pré-adolescente Jackson Oswalt, de Memphis, no estado do Tennessee nos Estados Unidos, não tem muito o padrão dos outros garotos da sua faixa etária de 14 anos de idade. Enquanto as outras crianças estão jogando videogames ou assistindo TV, ele está ocupado montando um laboratório nuclear em uma antiga sala de jogos em sua casa.

O pequeno engenheiro nuclear está trabalhando neste projeto desde os 12 anos, e em 19 de janeiro de 2018, poucas horas antes do seu 13º aniversário, ele teria cumprido sua missão.

Usando 50 mil volts de eletricidade, Oswalt teria sido capaz de combinar dois átomos de deutério, de símbolo ²H ou informalmente D, também conhecido como hidrogênio pesado é um dos isótopos estáveis do hidrogênio, fundindo com sucesso os núcleos dos átomos com o núcleo de plasma de seu reator.

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Depois de realizar alguns testes adicionais nos meses seguintes, Oswalt ficou mais convencido do que nunca de que havia conseguido a fusão.
“Para aqueles que não viram meus posts recentes, será uma grande surpresa pensar que eu já havia conseguido a fusão”, escreveu em 1º de fevereiro de 2018 no fórum do Fusor.net. “No entanto, ao longo do mês passado, obtive uma enorme quantidade de progresso resultante da correção de grandes vazamentos em meu sistema. Agora tenho resultados que acredito serem dignos.”

Para ser claro, essas alegações ainda não foram revisadas por pares — até que sejam replicadas e os resultados publicados em um periódico de revisão por pares, precisamos ver tudo isso com muita cautela.

Jackson Oswalt explica como seu reator de fusão nuclear funde átomos e detecta nêutrons para provar a ocorrência da fusão. (Charles Watson / Fox News)

Mas Oswalt não é o único que pensa que foi bem sucedido em seu experimento. O Open Source Fusor Research Consortium, um fórum online para físicos e cientistas amadores, diz ter confirmado os resultados da Oswalt. De acordo com Jason Hull, um administrador do site, Oswalt foi adicionado à lista de “fusioneiros” de sucesso do grupo de amadores.

“Bom trabalho. Bom sistema. Você investiu algum dinheiro nisso”, escreveu Hull, aplaudindo o trabalho de Oswalt, segundo informou o Science Alert.
Quanto a parte do gasto de Oswalt, Hull não está errado. O reator nuclear de Oswalt é considerado um “fusor de pequeno volume”. O jovem pesquisador o montou em uma antiga sala de jogos na casa de seus pais e, com om o apoio financeiro deles, gastou algo como US$10.000, quase 38 mil reais. O que é ainda mais louco é que Oswalt não é o único jovem trabalhando em projetos ambiciosos como este.

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Se os resultados de Oswalt forem revisados ​​por pares ou verificados por uma organização científica, ele terá  oficialmente desbancado o recordista, de 14 anos, chamado Taylor Wilson, como a pessoa mais jovem a conseguir uma fusão nuclear.

Histórico

O pré-adolescente de Memphis terminou seu reator e conseguiu a fusão com aos 13 anos de idade. Ele pode vir a considerado pelos especialistas como o mais jovem na América talvez até mesmo o mundo a realizar a fusão nuclear. Oswalt construiu uma máquina de aço composta de câmaras de vácuos, bombas e reservatório de gás que são capazes de quebrar os átomos através de um toner de plasma quente que libera uma explosão de energia proveniente da fusão nuclear.

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Se você já se perguntou como o Sol e outras estrelas são consegue suas energias, o processo dentro de um reator de fusão nuclear é semelhante. A fusão nuclear é o processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. A principal fusão que ocorre nas estrelas é do tipo hidrogênio em hélio. Neste tipo de fusão, dois prótons dos núcleos de hidrogênio se fundem formando um núcleo de hélio e liberando energia, dois neutrinos e dois pósitrons.

Utilizando a equação E=mc², a relação de massa e energia demonstrada por Einstein na relatividade especial, pode-se calcular a energia liberada, oriunda da diferença de massas. Uma vez que o valor de c na equação, que é a velocidade da luz, é muito grande (cerca de 3×108 m/s), mesmo uma massa muito pequena corresponde a uma enorme quantidade de energia liberada na reação de fusão nuclear. Este fato levou muitos engenheiros e cientistas a iniciar projetos para o desenvolvimento de reatores de fusão (Tokamaks) de modo a gerar eletricidade. Por exemplo, a fusão de poucos centímetros cúbicos de deutério, o isótopo de hidrogênio utilizado por Oswalt, produziria uma energia equivalente àquela produzida pela queima de vinte toneladas de carvão. Na prática a história é bem mais difícil que esse cálculo da equação einsteniana.

O jovem fusioneiro de Menphis começou a trabalhar no reator de fusão aos doze anos de idade, após concluir que não queria dedicar seu tempo de lazer apenas a jogos. Ele começou a vasculhar a Internet em busca de coisas relacionadas a armas nucleares porque é isso que ele disse ao jornal Fox News ter interesse. Sim, aos doze anos de idade.

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Jackson Oswalt, 14, mostra a placa na porta de seu laboratório em casa alertando sobre a radiação dos raios X. (Charles Watson / Fox News)

A (preocupante) aventura de Oswalt

Durante sua pesquisa, Oswalt se deparou com o feito de Taylor Wilson, que em 2008 aos 14 anos ganhou reconhecimento internacional como a pessoa mais jovem a conseguir a fusão depois de construir um reator de fusão nuclear na garagem de seus pais em Texarkana, Arkansas, Estados Unidos. Naquele momento, Oswal achou que poderia ao menos tentar bater o recorde estabelecido por Wilson. Foi aí que ele começou a trabalhar no experimento.

“O início do processo foi apenas aprender sobre o que outras pessoas fizeram com seus reatores de fusão”, explicou o jovem de maneiras gentis, registrou a reportagem do Fox News. “Depois disso, montei uma lista de peças de que precisava. Em seguida achei essas peças principalmente no eBay, muitas vezes as peças que consegui encontrar no eBay não eram exatamente as que eu precisava. Então, eu tive que modificá-las para poder fazer o que eu precisava fazer para o meu projeto.”

Oswalt gastou entre US$ 8.000 ao longo de um ano coletando as peças de que precisava para construir seu reator de fusão nuclear E essa, aparentemente, foi a parte fácil.

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Montar o reator de fusão e testar para ver se funcionaria foi o verdadeiro desafio. Como não há exatamente um manual sobre como construir algo assim, ele se baseou em tentativa e erro e no Open Source Fusor Research Consortium para garantir que ele estava no caminho certo para construir com sucesso uma reator fusão e, esperamos, alcançar a fusão.

“Depois de um tempo, ficou bem simples perceber como tudo funcionava em conjunto, mas no começo era definitivamente descobrir um aspecto, memorizar o que realmente significava e então seguir para um aspecto diferente”, disse Oswalt. “Eventualmente todas essas peças do quebra-cabeça se uniram para fazer um bom projeto.”

Ainda segundo o Fox News, Chris Oswalt, o pai do jovem, não tinha uma compreensão real no que seu filho estava trabalhando. Para ter certeza de que o filho estava seguro, Chris Oswalt tinha especialistas falando com ele sobre os perigos envolvidos em trabalhar em um reator de fusão potencialmente mortal, como estar exposto a altos níveis de radiação ou ser eletrocutado pelos 50.000 volts de eletricidade que ele usa para aquecer o plasma do reator de fusão. Tirando as preocupações de pai com a segurança, Chris Oswalt ficou surpreso com o que seu filho estava tentando fazer.

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“Ser pai de alguém que foi tão motivado como ele foi por 12 meses é algo realmente impressionante de se ver. Era todos os dias moagem; todos os dias aprendendo algo diferente; falhando todos os dias e vendo-o trabalhar com todas essas coisas ”, disse Chris Oswalt.

O núcleo de plasma do reator de fusão nuclear de Jackson Oswalt brilha em cor púrpura quando 50.000 volts de eletricidade a aquecem. (Charles Watson / Fox News)

Ao longo do processo, o Jackson Oswalt publicava seus resultados para os participantes do Consórcio Open Source Fusor Research até o momento em que conseguiu a fusão em 19 de janeiro de 2018 — horas antes de seu 13º aniversário.

No caso do experimento de Oswalt, o sucesso significava combinar dois átomos de gás de deutério no núcleo de plasma do reator de fusão que ejetava um nêutron em um dispositivo que reduzia a velocidade e detectava a fusão nuclear.

“Você tem que passar pelos aros certos, e temos que acreditar em você e ver o que você fez”, disse Richard Hull, 72 anos, verificador do consórcio de pesquisa e administrador do site Fusor.net.

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Hull, engenheiro eletrônico aposentado de Richmond, na Virgínia, verificou os resultados de Oswalt e de Wilson Taylor. Ele agora considera Oswalt o mais jovem da Estados Unidos, e talvez mundo, a conseguir a fusão.

Os aparelhos de Jackson Oswalt que podem ter produzido fusão nuclear, que, se confirmado, permitirão reconhecer o estudante como o mais jovem a ter feito a fusão nuclear.

Em larga escala, os cientistas ainda não descobriram como produzir um reator de fusão nuclear que, como o Sol, é capaz de liberar mais energia do que absorve para alimentar coisas como casas, edifícios e carros elétricos.

“Ainda estamos longe de fazer um reator de fusão nuclear para produzir eletricidade, então você pode pensar em como é desafiador fazer um reator de fusão”, disse, segundo o Fox News, o Dr. Jingbiao Cui, professor e presidente do departamento de Física da Universidade de Memphis. .

Com uma mente jovem como a de Jackson Oswalt interessada em se tornar um “engenheiro nuclear trabalhando em mais projetos como este”, os cientistas poderiam resolver os problemas dos reatores de fusão mais cedo ou mais tarde.

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Referências:

  1. The Open Source Fusor Research Consortium. Fusor Forum. http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?t=12115#p78866. Acesso em 03 de março de 2019;
  2. WATSON, Charles. Fox News, 20 de fevereiro de 2019. ttps://www.foxnews.com/science/teen-builds-working-nuclear-fusion-reactor-in-memphis-home. Acesso em 03 de março de 2019;
  3. CASSELLA, Carly. Science Alert, 22 de fevereiro de 2019. https://www.sciencealert.com/a-14-year-old-kid-claims-to-have-created-a-nuclear-reaction-in-his-playroom-lab. Acesso em 03 de março de 2019.
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