701: A energia de fusão não está tão longe quanto pensamos

DESY/Science Communication Lab

Nos últimos 30 anos tem-se dito que a energia de fusão comercialmente viável está “no horizonte”, uma meia-verdade que já se tornou uma piada no mundo da física. Agora, a Agni Energy Inc. tem um plano para desenvolver um reactor de fusão que, diz a empresa, “está mais perto do que apenas no horizonte”.

Os reactores nucleares fazem uso de um processo chamado de fissão nuclear, que liberta energia ao separar átomos. Contudo, o problema da fissão é criar subprodutos radioactivos que devem ser armazenados.

Pelo contrário, a fusão (que em vez de separar, une os átomos) também liberta energia, mas os cientistas ainda não foram capazes de desenvolver um reactor de fusão viável. Se os cientistas conseguissem, de facto, atingir o tal horizonte, estes reactores seriam capazes de criar mais energia do que a fissão nuclear, sem os subprodutos prejudiciais.

Mas como funcionam os reactores de fusão nuclear? A grande maioria aquece o plasma a temperaturas extremas através de lasers ou feixes de iões. Ou, em alternativa, comprimem o plasma com ímanes a densidades demasiado elevadas. 

No entanto, ambos os métodos são uma dor de cabeça. Demitri Hopkins, director da Agni Energy Inc., explica que os feixes exigem muita energia para o sistema funcionar. Os ímanes são também um problema dado que se energizarmos o plasma, podemos não conseguir manter os átomos estáveis o suficientes para conter toda a energia.

Esta nova abordagem usaria campos eléctricos e magnéticos para criar um dispositivo híbrido de fusão que, em vez de tentar fundir os átomos de uma fonte, atinge um feixe de átomos contra um alvo sólido, fazendo com que os átomos do feixe se fundam com os átomos do sólido.

O feixe é composto por deutério, um isótopo de hidrogénio pesado com apenas um neutrão. Já o alvo consiste em trítio, um hidrogénio pesado com dois neutrões. A abordagem usa hidrogénio por ser o elemento mais leve. Na fusão, os elementos mais leves produzem mais energia.

As lentes magnéticas estabilizam e excitam os átomos do feixe e, quando o feixe atinge o alvo, os dois tipos de átomos de hidrogénio fundem-se e libertam neutrões de alta energia, que podem ser usados para aquecer agua ou alimentar turbinas a vapor.

A fusão cria ainda hélio não tóxico e um pouco de trítio, que pode ser reutilizado como combustível.

Esta ideia de fusão “feixe-alvo” foi proposta pela primeira vez na década de 1930, mas foi considerada inviável por usar mais energia do que a que gera. “Foi logo descartada como um caminho para a fusão por irradiar muita energia, que não é utilizável. Espalha-se muita energia quando o feixe atinge o alvo”, explicou Hopkins.

O facto de muita energia ser perdida ditou o fim desta ideia.

Menos dispersão

No entanto, a equipa que está por trás desta nova abordagem disse ser capaz de ajustar os átomos, tanto no alvo como no feixe, através de um ajuste na polarização do spin. Ao inclinar os spins, os cientistas podem ultrapassar a barreira de Coulomb, ou “as forças que repelem átomos que ficam muito próximos”, fazendo com que os átomos consigam estar próximos o suficiente para propiciar uma reacção de fusão nuclear.

Isso faz com que se espalhem menos átomos, aumentando assim a energia que é aproveitada.

Ainda assim, há quem duvide desta abordagem de Hopkins. Embora seja quase um dado garantido que a polarização dos spins melhora a eficiência, o truque (e a tarefa mais complicada) é colocar esta ideia em prática.

Mas Hopkins está optimista e afirma que o projecto Agni não irá demorar nem 30 anos. “Nos últimos 80 anos, as pessoas têm dito que estão próximas da fusão nuclear. Algum dia alguém teria de quebrar isso.”

ZAP // LiveScience

Por ZAP
28 Junho, 2018

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