A descoberta da fusão nuclear no contexto

No mês passado, o National Ignition Facility no Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) na Califórnia anunciou um avanço significativo na pesquisa de fusão nuclear. Desde então, várias pessoas me perguntaram o que esse avanço realmente significa.

Primeiro, vamos discutir alguns fundamentos da fusão nuclear. As usinas nucleares de hoje são baseadas na fissão nuclear, que é a divisão de um isótopo pesado como o urânio-235 em dois isótopos menores. (Isótopos são apenas formas diferentes de um elemento).

Em termos simples, a fissão nuclear é como disparar uma pequena bala no centro do isótopo, o que o torna instável e se divide. Quando se divide, libera uma quantidade enorme de energia (massa e energia estão relacionadas pela famosa equação de Einstein E = Mc²). Essa energia pode então ser transformada em eletricidade.

No entanto, uma das principais objeções à fissão nuclear é que os subprodutos da fissão são altamente radioativos e muitos deles têm vida longa. Em outras palavras, eles representam um perigo para a vida, a menos que sejam manuseados adequadamente. Esses subprodutos radioativos são o motivo pelo qual alguns se opõem à energia nuclear.

A fusão nuclear, que é a fonte de energia para estrelas como o nosso sol, é diferente. Com a fusão, você está forçando isótopos menores a se unirem para formar isótopos maiores. Normalmente, isso envolve a combinação de isótopos de hidrogênio – o menor elemento – para formar o hélio. Essa reação libera ainda mais energia do que a reação de fissão, mas, mais importante, não produz nenhum subproduto radioativo de longo prazo. É por isso que a fusão nuclear costuma ser chamada de “santo graal” da produção de energia.

Então qual é o problema? Esses pequenos isótopos de hidrogênio são altamente resistentes à fusão. É preciso uma tremenda pressão e altas temperaturas (como as presentes no sol) para forçá-los a se fundir. Isso é muito diferente da fissão nuclear, que ocorre com relativa facilidade. Assim, embora a fusão possa ser alcançada em armas nucleares, os pesquisadores passaram décadas tentando criar uma reação de fusão controlada que pudesse ser usada para produção de energia.

Ao longo dos anos, muitos “avanços” foram anunciados. O que foi anunciado no mês passado foi que, pela primeira vez, os cientistas obtiveram mais energia do processo de fusão do que tiveram que colocar. Esforços anteriores que alcançaram a fusão exigiam mais entradas de energia do que a reação de fusão produzida.

Então, isso marca um avanço significativo. Mas quão perto estamos de desenvolver reatores de fusão comerciais?

Aqui está uma analogia que usei para colocá-lo em contexto. Houve muitos marcos no caminho para as viagens aéreas comerciais. Os irmãos Wright realizaram o primeiro voo motorizado bem-sucedido da história em dezembro de 1903. Passariam-se mais 16 anos antes do primeiro voo transatlântico. Mas, o primeiro avião comercial de grande sucesso, o Boeing 707 não seria introduzido até 1958.

A piada de longa data sempre foi que a fusão nuclear comercial está a 30 anos de distância. Na realidade, isso significa simplesmente que ainda não conseguimos ver o caminho completo para chegar lá. A descoberta recente é certamente um marco no caminho para a fusão nuclear comercial. Mas ainda podemos estar a 30 anos de ver a realização comercial da fusão nuclear.