O que é fusão nuclear?

Fusão nuclear é o quê?

CULHAM, UMA VILA perto de Oxford, na Inglaterra, abriga apenas 500 pessoas. No entanto, está ao lado do lugar mais próximo da Terra de um “Vale do Silício” da fusão nuclear. O que está acontecendo lá representa a mudança da busca por energia de fusão controlada de governos para empresas privadas. No final deste ano, o Joint European Torus (JET), um projeto de fusão intergovernamental de longa data localizado em Culham, fechará as portas. Enquanto isso, três empresas que esperam usar a fusão para gerar eletricidade em escala de rede estão iniciando a construção de usinas de demonstração lá (ou estão prestes a fazê-lo). A tecnologia tem potencial comercial?

A fusão é algo que as pessoas parecem se empolgar por todas as razões erradas. É, no fundo, apenas mais uma maneira potencial de gerar eletricidade, mas às vezes parece estar dotada de propriedades quase mágicas. As últimas manchetes enganosas dizem respeito à National Ignition Facility (NIF), um experimento no Lawrence Livermore National Laboratory (um dos laboratórios de armas nucleares dos Estados Unidos), na Califórnia. Pesquisadores do laboratório melhoraram marginalmente um resultado anunciado em dezembro de 2022, no qual eles alcançaram a “ignição” de um pellet de combustível composto de deutério e trítio (dois isótopos de hidrogênio) ao atingir esse pellet simultaneamente de diferentes direções com um feixe de laser que foi dividido em 192 subfeixes.

A fusão resultante de núcleos de deutério e trítio para criar hélio, nêutrons e uma quantidade significativa de energia conseguiu, em ambas as ocasiões, liberar mais energia do que a energia nos feixes. Fala-se em “energia limpa praticamente ilimitada”.

Deixando de lado o fato de que a NIF não tem a intenção de fornecer uma rota para a energia de fusão comercial, mas sim de imitar, em escala diminuta, o que acontece em uma bomba de hidrogênio, a comoção ainda ignora o enorme custo energético, muito maior do que a energia no feixe resultante, de gerar esse feixe. A geração de eletricidade por fusão inercial a laser, como esse processo é conhecido, ainda está muito distante.

O que está acontecendo em Culham, e também em vários locais nos Estados Unidos, é muito mais interessante do que isso. As empresas envolvidas estão usando meia dúzia de tecnologias, das quais apenas duas se assemelham à do JET, para buscar a fusão. A abordagem do JET, conhecida como tokamak, utiliza um toro oco em forma de rosca cheio de deutério e trítio aquecido magneticamente para formar um plasma, um estado da matéria no qual núcleos e elétrons estão separados. Uma das versões comerciais mantém o formato de rosca, mas o encolhe. A outra o transforma em formato de maçã com miolo. Uma terceira empresa usa uma arma para disparar projéteis que fazem o que o laser do NIF faz com os pellets de combustível, mas de forma muito mais eficiente. E outros têm dispositivos ainda mais esotéricos em mente.

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Ao contrário da fissão nuclear, não há resíduos radioativos de uma reação de fusão, então o único problema de descarte é se livrar dos componentes do reator irradiados no final de suas vidas úteis. As empresas envolvidas esperam, assim, gerar energia limpa em escala comercial. Mas o processo não é tão “praticamente ilimitado” quanto a energia solar, eólica ou hidrelétrica – na verdade, é um pouco menos. Embora o deutério seja abundante (encontrado na água), ele precisa ser extraído, um processo intensivo em energia. E o trítio precisa ser produzido a partir do lítio irradiando esse metal com nêutrons.

A verdade é que a fusão é uma abordagem interessante para a geração de energia que agora chegou ao seu momento de “provar ou calar”. Se uma ou mais das ideias oferecidas se mostrarem tanto tecnologicamente possíveis quanto economicamente viáveis, então a fusão pode encontrar um nicho útil – possivelmente um grande – na economia de energia pós-combustíveis fósseis. Se não, então foi um esforço corajoso. Mas sem prejuízo. ■