O que o avanço da fusão significa para a energia limpa

Há um longo caminho pela frente para os esforços comerciais: eis o que vem a seguir.

Depois de muitas décadas de tentativas, os cientistas alcançaram um marco na investigação da fusão, executando finalmente uma reacção que criou mais energia do que a que foi aplicada para a iniciar.

A Secretária de Energia dos EUA, Jennifer Granholm, anunciou hoje que os pesquisadores da Instalação Nacional de Ignição do Laboratório Nacional Lawrence Livermore alcançaram o que é conhecido como ganho líquido de energia, uma vitória simbólica para a pesquisa de fusão nuclear.

O avanço demonstra a viabilidade básica da energia de fusão, um objectivo que os investigadores têm perseguido desde a década de 1950. Mas a experiência científica exigiu os lasers mais poderosos do mundo e não é um caminho imediatamente prático para a energia de fusão. Serão necessários muitos mais avanços científicos e de engenharia para transformar a fusão de uma experiência de laboratório numa tecnologia comercial que possa fornecer energia fiável e isenta de carbono à rede.

Nas reações de fusão, seja num reator ou no núcleo de uma estrela, os átomos se chocam uns com os outros até se fundirem, liberando energia. O objetivo da energia de fusão é extrair mais energia da reação do que a que é colocada para energizar e manter o combustível no lugar, e fazer isso de forma controlada. Até agora, isso nunca foi demonstrado.

A reação de fusão do NIF conseguiu isso, gerando 3,15 megajoules de energia, mais do que os 2,05 megajoules fornecidos pelos lasers utilizados no reator. No ano passado, a mesma instalação produziu cerca de 70% da energia fornecida à reação dos lasers. Os lasers requerem mais energia para funcionar do que fornecem ao reator, mas até mesmo ver o ganho líquido de energia dentro do sistema é um marco significativo.

“Isso coloca muito vento nas velas da comunidade”, diz Anne White, chefe de ciência e engenharia nuclear do MIT. Mas, acrescenta ela, isso não significa que veremos energia de fusão na rede amanhã: “Isso não é realista”.

O laboratório utiliza o maior e mais poderoso laser do mundo em uma abordagem de fusão chamada confinamento inercial. A técnica depende de lasers que disparam por alguns bilionésimos de segundo para gerar raios X que comprimem e aquecem uma pequena cápsula de combustível do tamanho de um grão de pimenta. Eventualmente, o combustível, composto de tipos pesados ​​de hidrogénio chamados deutério e trítio, fica quente e denso o suficiente para formar um plasma, e os núcleos de hidrogénio começam a colidir uns com os outros, fundindo-se e libertando energia.

Embora o confinamento inercial seja o primeiro esquema de fusão a produzir ganho líquido de energia, não é o caminho mais provável para quaisquer possíveis esforços de fusão comercial. Muitos cientistas de fusão pensam que o confinamento magnético – especificamente um reator em forma de donut chamado tokamak – é uma opção melhor. Em vez de lasers, tokamaks e outros reatores que usam confinamento magnético dependem de ímãs para manter o combustível no lugar e atingir as condições intensas necessárias para a fusão usando corrente elétrica e ondas de rádio.

Como as suas abordagens técnicas são tão diferentes, o ganho líquido observado na experiência de confinamento inercial não se traduz em outras abordagens à energia de fusão, como os tokamaks. Embora ambas as abordagens visem criar plasma quente o suficiente para alimentar a fusão, a física e a engenharia necessárias para chegar lá diferem entre os vários conceitos, diz White.

A fusão promete gerar energia barata, livre de carbono e sempre ativa, sem colapsos e com poucos resíduos radioativos.

Algumas startups bem financiadas, como a Commonwealth Fusion, estão a prosseguir esquemas de confinamento magnético, enquanto a Helion Energy e outras estão a trabalhar em sistemas híbridos de confinamento magneto-inercial e algumas, como a TAE Technologies, estão a visar ainda outras abordagens. E, salienta White, todos afirmam que acabarão por obter ganhos líquidos, porque é o primeiro passo para um sistema de energia viável utilizando a fusão.

Ainda assim, alcançar ganho líquido é um benefício significativo para um campo que busca resultados há décadas.

“Este momento é grande”, diz Michl Binderbauer, CEO da TAE Technologies. Embora a engenharia para diferentes abordagens de fusão seja diferente, ele vê o momento como uma prova de que a energia de fusão, no seu nível mais básico, pode funcionar.