Ainda não dominamos a fusão nuclear para a produção de energia. Pelo contrário, na verdade. Para conseguir manter a reação, um reator de fusão atual gasta mais energia do que produz, mas por falta de tecnologia, e não de possibilidades. Atualmente, então, todos os reatores comercialmente viáveis possuem um funcionamento via fissão nuclear. Vamos introduzir os conceitos em breve, ainda neste texto.
Cientistas do MIT projetam um reator de fusão nuclear. A ideia deles é, até 2025 torná-lo eficiente na produção de energia. Dessa forma, teríamos uma nova forma de eletricidade limpa. Eles descreveram os progressos atuais em uma série de artigos publicados no final de setembro no periódico Journal of Plasma Physics.
Fusão e fissão
A fissão nuclear já dominamos. No entanto, não é o meio ideal de se explorar a energia nuclear. Embora produza menos resíduos do que, por exemplo, o carvão, os resíduos nucleares são mais difíceis de descartar. Nesse processo, lança-se alguns nêutrons que iniciam a reação. Com isso, novos nêutrons saem de átomos, atingindo outros núcleos. Isso faz com que os núcleos atômicos “se partam” e liberem energia. Por isso é necessário materiais radioativos.
A fusão é completamente diferente da fissão. O primeiro ponto, é que não é necessário material radioativo. Consequentemente, portanto, um descarte muito mais simples. Além disso, há a segurança e eficiência de um reator de fusão muito maiores do que um de fissão. Quando dominarmos a fissão nuclear, ela poderá abrir muitas portas.
A fusão consiste na fusão dos núcleos atômicos. É a fusão nuclear que ocorre no Sol; sim, o Sol é um reator nuclear gigante.. A imagem abaixo ilustra bem. Nesse caso, utiliza-se o deutério e o trítio, dois isótopos do hidrogênio. Quando você coloca pressão e calor o suficientes para “amassá-los um contra o outro”, ocorre a fusão. Com isso, libera-se um nêutron, um átomo de hélio e energia.
O hélio pode, potencialmente, ainda ser fundido, caso um dia consigamos produzir pressão suficiente. O hidrogênio é mais fácil de fundir por ser mais leve. O Sol, por exemplo, possui a capacidade de fundir quaisquer elementos mais leves do que o ferro. No entanto, sem tanta massa para gerar gravidade, para nós é um pouco mais complicado.
Um reator eficiente
Um reator nuclear eficiente é, então, apenas questão de tempo. Muitos países estão nessa corrida, como a China, os Estados Unidos, além do maior projeto de fusão nuclear do mundo, chamado ITER e formado por um consórcio entre União Europeia, a China, a Rússia, os Estados Unidos, a Índia, a Coreia do Sul e o Japão, com finalização para 2026. Mas há uma diferença entre os dois. O reator do consórcio é gigante. O reator do MIT é em miniatura, então cada um teria uma aplicação diferente, e não necessariamente são concorrentes.
O projeto SPARC iniciou-se dois anos atrás, quando o MIT fechou um acordo com a startup Commonwealth Fusion Systems para o desenvolvimento de um protótipo de uma nova geração de reatores. Os pesquisadores responsáveis, após um intensivo trabalho de possibilitar a física por trás do projeto, trouxeram boas notícias naquela série de artigos no Journal of Plasma Physics.
Com a base teórica, o projeto e os desafios colocados no papel, a construção, pelo que espera-se, começará já em 2021. Eles esperam, assim, conseguir o feito do primeiro reator a manter uma fusão autossustentável. Em outras palavras, um reator que não consuma muita energia, mas que produza.
Os pesquisadores ainda destacam a utilidade do trabalho para outros projetos futuros, de outros pesquisadores. “A análise apresentada nestes artigos fornecerá à comunidade mundial de fusão uma oportunidade de entender melhor a base física do dispositivo SPARC e avaliar por si mesmo os desafios restantes que precisam ser resolvidos”, diz o professor George Tynan, da Universidade da Califórnia.
Os artigos foram publicados no Journal of Plasma Physics. Com informações de Live Science e MIT.
