Geração de energia por fusão nuclear

   Desde a década de 50 são utilizados reatores nucleares de energia atômica convencionais que produzem energia por meio de fissão nuclear, onde átomos pesados são divididos em elementos mais leves [1]. Por mais que esse método tenha um baixo custo devido a abundância de urânio em nosso planeta, o investimento inicial de uma usina nuclear é altíssimo, e a gestão do lixo nuclear produzido por esse método é uma grande desvantagem devido aos riscos que podem gerar ao decorrer dos anos [2].

   Visto que as desvantagens da produção de energia por fissão nuclear são mais relevantes que suas vantagens, o desenvolvimento de pesquisas em prol da geração de energia por fusão nuclear vem ganhando espaço. Esse método, diferente da produção de energia nuclear convencional, é uma forma de produção de energia limpa pois gera pouco resíduo nuclear e com baixos índices de radioatividade, os quais tem um curto período de duração, e baixa emissão de carbono [3].  

   Essa forma de geração de energia está presente no Sol e em outras estrelas. A fusão é um processo que ocorre de maneira contínua e que libera calor e luz [4]. Um dos métodos mais utilizados é por meio de um reator do tipo Tokamak, constituído por uma câmara de vácuo em forma de toro, onde o hidrogênio é aquecido a cerca de 100 milhões de graus Celsius, se tornando o que os cientistas denominam como plasma [4]. Para que o reator não seja derretido e o plasma seja confinado, um campo magnético fortíssimo é utilizado para que a fusão seja possível [4].

   Em Janeiro de 2022, físicos do National Ignition Facility (NIF) publicaram dois artigos na revista Nature em relação aos avanços no projeto de domínio da fusão nuclear para produção de energia [1]. Essa conquista é referente ao plasma em combustão, que é o fenômeno que ocorre quando um combustível é submetido a alta temperatura e pressão, gerando uma grande quantidade de calor, sendo maior que a produzida pela injeção de uma energia externa [4]. O NIF utiliza um laser com precisão de 192 feixes, onde ele é guiado, amplificado, refletido e focalizado em um pequeno alvo em alguns bilionésimos de segundos, com isso uma condição de temperatura de cerca de 180 milhões de Fahrenheit e pressão maior que 100 bilhões de atmosferas terrestres é gerada [5]. Com essas condições os átomos de hidrogênio que estão no alvo se fundem e liberam energia em uma reação termonuclear controlada [5]. A geração de energia por fusão de confinamento inercial tem como primeiro recorde o rendimento de cerca de 1,3 megajoules (MJ) [5].

   Os avanços em relação a essa nova forma de produção de energia limpa são promissores, há no Reino Unido o laboratório JET, cujo recorde de produção de energia é de 59 megajoules (MJ) em cinco segundos [6]. O projeto ITER, localizado no sul da França, e apoiado por um consórcio de governos que incluem China, Rússia, Estados Unidos e membros da União Européia, também é um dos destaques nessa área.

   Apesar de algumas formas de energia como a solar e a eólica estejam aos poucos se tornando mais acessíveis e com um investimento inicial menor que corresponde a bons resultados a curto prazo, esse novo meio de produção de energia vem se tornando destaque por ser um método promissor que envolve tecnologias de última geração e a produção de energia limpa, fazendo jus aos grandes investimentos realizados por governos, pesquisadores e instituições privadas. 

Autora: Eloise Ribeiro Granville.

Referências

[1] LOBO, Flavio. “Plasma em combustão” é passo importante para geração de energia por fusão nuclear. IPEA, 2022. Disponível em: <https://www.ipea.gov.br/cts/pt/central-de-conteudo/noticias/noticias/301-plasma-em-combustao-e-passo-importante-para-geracao-de-energia-por-fusao-nuclear#:~:text=Reatores%20nucleares%20convencionais%2C%20usados%20desde,compondo%20elementos%20qu%C3%ADmicos%20mais%20pesados.>. Acesso em 21 de agosto de 2022.

[2] DESCONHECIDO. Quais as vantagens e desvantagens da energia nuclear. MAXIMGROUP, 2020. Disponível em: <https://maximgroup.com.br/quais-as-vantagens-e-desvantagens-da-energia-nuclear/#:~:text=Uma%20grande%20desvantagem%20%C3%A9%20a,confinamento%2C%20mas%20n%C3%A3o%20podem%20desaparecer.>. Acesso em 21 de agosto de 2022.

[3] AMOS, Jonathan. Fusão Nuclear: cientistas anunciam avanços em busca de fonte limpa de energia. BBC News Brasil, 2022. Disponível em: <https://www.bbc.com/portuguese/geral-60321276>. Acesso em 21 de agosto de 2022.

[4] MCGRATH, Matt. O que é fusão nuclear, que promete ser a energia limpa que o mundo procura. BBC News Brasil, 2019. Disponível em :<https://www.bbc.com/portuguese/geral-50422745>. Acesso em 21 de agosto de 2022.

[5] DESCONHECIDO. Pesquisadores à beira da ingnição por fusão no National Ignition Facility. PhysOrg, 2021. Disponível em: <https://phys.org/news/2021-11-brink-fusion-ignition-national-facility.html>. Acesso em 21 de agosto de 2022. 

[6] BIZARRO, Teresa. Recorde de produção de energia por fusão nuclear. Euronews, 2022. Disponpivel em: <https://pt.euronews.com/2022/02/09/recorde-de-producao-de-energia-de-fusao-nuclear>. Acesso em 21 de agosto de 2022.