Fusão nuclear: cientistas quebram recorde de energia produzida

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Imagem: Imagem colorizada de fusão no NIF, uma implosão de deutério-titium. Fonte: Don Jedlovec/Reprodução.
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Imagine 192 lasers de alta energia do tamanho de três campos de futebol apontados para uma esfera plástica cheia de hidrogênio. Quando eles disparassem, o que aconteceria? Pois pode parar de imaginar, pois a cena de ficção científica é real, e foi realizada no dia 8 de agosto por pesquisadores da National Ignition Facility (NIF), do Lawrence Livermore National Laboratory’s (LLNL), na Califórnia, nos Estados Unidos.

O resultado foi a produção de nada menos do que mais de 1,3 megajoules de energia, quebrando todos os recordes de produção via fusão nuclear, o que significa colocar a humanidade um passo mais perto da produção de energia limpa, já que, segundo consenso científico, a fusão nuclear não gera resíduos perigosos nem gás de efeito estufa. Os pesquisadores do NIF vêm tentando iniciar a fusão nuclear em laboratório há décadas — e agora estão mais perto do que nunca.

Fusão nuclear em laboratório

A instalação do NIF concentra 192 dos lasers mais potentes do mundo em um único feixe de energia, que fica apontado para uma esfera cheia de hidrogênio. O calor intenso faz o plástico da esfera explodir, comprimindo o hidrogênio que está lá dentro. Se a pressão for alta o suficiente, os átomos de hidrogênio começam a se fundir, o que libera uma enorme quantidade de energia.

Lawrence Livermore National Uma das salas dentro do Lawrence Livermore National Laboratory (créditos: Lawrence Livermore National Laboratory/reprodução)

Em 8 de agosto, o NIF alcançou seu maior recorde. Os mais de 1,3 megajoules de energia produzidos são equivalentes a 10 quatrilhões de watts de potência de fusão em 100 trilionésimos de segundo – pouquíssimo tempo.

10 quatrilhões de watts parece muito? “Isso, na realidade, é o que é preciso para ferver uma chaleira”, disse sobre o feito Jeremy Chittenden, professor de Física de Plasma do Imperial College London, ao podcast do site especializado New Scientist. Ele explicou que a quantidade de energia necessária para gerar uma usina ainda precisa ser centenas ou até milhares de vezes maior a cada pulso.

No entanto, o rendimento alcançado nos Estados Unidos é oito vezes melhor em relação aos experimentos conduzidos no início de 2021, o que coloca o NIF à beira de uma fusão fulminante, segundo a equipe do laboratório afirmou em um comunicado à imprensa.

O que vem por aí?

“O que estamos tentando alcançar é um estado de plasma muito semelhante ao centro do sol... e não podemos manter essa pressão por muito tempo”, disse Chittenden. A pressão do hidrogênio atingida no NIF teve ordens de magnitude maiores do que jamais foram alcançadas em qualquer laboratório.

Os cientistas do NIF estão mais perto do que jamais estiveram de conseguir gerar mais energia do que gastam para a produção da fusão. "Este resultado é um avanço histórico para a pesquisa de fusão por confinamento inercial", disse Kim Budil, diretor do LNLL.

O recorde de produção de energia de fusão é um passo em direção à energia nuclear limpa e também pode levar a experimentos de física que ajudem a entender os locais mais extremos do cosmos — e até mesmo os segundos após o Big Bang.

Os pesquisadores do NIF já estão planejando a próxima rodada de experimentos. “Esses resultados extraordinários do NIF avançam a ciência da qual a [agência nuclear americana] NNSA depende para modernizar nossas armas nucleares e produção, bem como abrir novos caminhos de pesquisa”, disse Jill Hruby, subsecretária de Segurança Nuclear e administradora da NNSA, em comunicado do LNLL.