• Eduardo Sato

Fusão nuclear em laboratório


Créditos: John Jett, LLNL.

Cientistas que estudam fusões nucleares em laboratório estão mais próximos da chamada “ignição”, evento onde a energia gerada através dessas fusões é maior que a energia gasta para induzí-las. Resultado divulgado pelo National Ignition Facility (NIF) nos Estados Unidos relata que o experimento gerou 70% da energia usada pelos lasers que iniciam as reações. Em termos de energia, foram gerados 1.3 megajoules em apenas 20 nano segundos! Isto é uma potência de cerca de 10 quadrilhões de watts!


Fusões nucleares são reações onde núcleos atômicos se unem para formar um núcleo maior. Este núcleo resultante em geral tem massa menor que a soma das massas dos núcleos iniciais, esta diferença é liberada como energia. Estrelas usam este tipo de reação para se manterem estáveis, por exemplo, o Sol funde Hidrogênio em Hélio e a energia que o Sol irradia é vinda destas reações.


Porém não é fácil realizar fusões nucleares em laboratório. Núcleos atômicos são muito pequenos e isto faz com que a chance de se encontrarem seja baixa, além disso por serem constituídos de prótons e nêutrons, têm carga positiva, o que significa que eles tendem a se repelir devido a forças eletromagnéticas. Para vencer esta repulsão, comumente chamada de “barreira coulombiana” é necessário que estas partículas sejam bastante energéticas, como acontece no núcleo do Sol devido a temperatura e pressão.


O experimento feito no NIF utiliza um enorme laser para produzir 192 feixes de energia que são focados em uma pequena cápsula que contém Deutério e Trítio (isótopos de hidrogênio). Este procedimento comprime a amostra a uma densidade 100 vezes maior que a do chumbo e a aquece a temperaturas de até 100 milhões de graus célsius.


Isto faz com que os isótopos de Hidrogênio gerem Hélio e produzam energia. Foram produzidos 1.3 megajoules, energia equivalente a de um carro a cerca de 160 km/h. O rendimento foi de 70%, um resultado 25 vezes melhor do que o alcançado em 2018.


Quando será que chegaremos a ignição? Físicos que trabalham no experimento estão esperançosos que este dia chegará em breve.


Referências e Saiba Mais:


[1] US achieves laser-fusion record: what it means for nuclear-weapons research. Nature.com


[2] With explosive new result, laser-powered fusion effort nears ‘ignition’. Science.org


[3] National Ignition Facility experiment puts researchers at threshold of fusion ignition. Lawrence Livermore National Laboratory


[4] Fusão nuclear: o laboratório que está prestes a atingir um marco na busca pela energia ilimitada. BBC News


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