No Sol, isso acontece o tempo todo: átomos se combinam, ou seja, ocorre uma reação de fusão termonuclear, como resultado uma quantidade inimaginável de energia é liberada. Os cientistas há muito sonham com essa energia e aqui na Terra ela pode ser obtida criando reações de fusão termonuclear controladas.
Mas até agora não foi possível obtê-lo.
Após o fim da Segunda Guerra Mundial, cientistas de todo o mundo estão tentando alcançar isso.
Com a ajuda de reatores experimentais na Rússia, EUA, Inglaterra, Japão e muitos outros países, processos de fusão termonuclear de curto prazo foram obtidos, mas em todos os lugares mais energia foi usada para manter esse processo do que para obter a própria energia, explica Søren Bang Korsholm, pesquisador sênior da Universidade Técnica da Dinamarca (Søren Bang Korsholm).
Em um futuro distante
O cientista dinamarquês e seus colegas do Departamento de Física da Universidade Técnica estão participando de um projeto científico global, que em 2025 permitirá a implementação de um processo de fusão termonuclear eficaz - ou seja, mais energia será alocada do que gasta para obtê-la. No entanto, acredita-se que não seremos capazes de ver as usinas operando nos princípios da fusão termonuclear por muitos anos.
“Somente nos anos cinquenta deste século a energia das usinas de fusão termonuclear pode ser utilizada em redes elétricas. Em todo caso, essas são as diretrizes do programa europeu de fusão termonuclear”, afirma.
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Apesar de as perspectivas serem remotas, muitos cientistas, como Søren, estão trabalhando seriamente nas questões da energia de fusão termonuclear. E há boas razões para isso. Para uma usina operando segundo os princípios da fusão termonuclear, é necessária uma quantidade infinitamente pequena de combustível nuclear, além de não haver emissões de CO2 e outras substâncias nocivas.
Energia verde barata
Quando você carrega seu smartphone hoje, 24% da eletricidade, neste caso, vem de usinas térmicas a carvão. É uma produção de energia pesada e não particularmente ecológica.
“Para produzir um gigawatt de eletricidade, uma usina a carvão deve queimar 2,7 milhões de toneladas de carvão anualmente. E as estações de fusão requerem apenas 250 kg de combustível nuclear para obter o mesmo efeito. 25 gramas de combustível nuclear são suficientes para que essa usina forneça energia a um dinamarquês para o resto da vida”, diz Søren Bang Korsholm.
Ao contrário do carvão, a fusão não emite CO2 e, portanto, não afeta o clima.
“O único resíduo de produção 'direta' da energia de fusão nuclear é o hélio, e ele pode ser usado em uma ampla variedade de aplicações. Isso equivale a cerca de 200 quilos de hélio para o ano inteiro”, explica.
No entanto, a energia de fusão tem um pequeno problema. Aqui você não pode prescindir completamente da radioatividade. “A superfície interna do reator fica radioativa, mas essa é uma forma de radioatividade que se torna segura depois de 100 anos”, diz o cientista. Então, este material pode ser usado novamente.
Combustível nuclear quase sem fim
Ao contrário do carvão, o combustível para uma usina de fusão não precisa ser extraído da terra. Pode ser obtido por bombas do mar, pois a energia da fusão termonuclear é obtida a partir do hidrogênio pesado (deutério), extraído da água do mar.
“O mar fornece combustível nuclear que será suficiente para o consumo de energia em todo o mundo por bilhões de anos. Portanto, não ficaremos sem energia se aprendermos a usar a energia da fusão termonuclear”, explica Søren Bang Korsholm.
Além do deutério de hidrogênio pesado, os cientistas usam trítio de hidrogênio superpesado no reator de fusão. Não existe na natureza, mas é feito de lítio, que é a mesma substância usada nas baterias.
No reator, o hidrogênio pesado e o superpesado se fundem depois que a temperatura no reator atinge 200 milhões de graus.
“A temperatura no reator é inimaginavelmente alta. Para efeito de comparação, a temperatura central do Sol é de apenas 15 milhões de graus. Dessa forma, criamos uma temperatura muito mais alta”, afirma.
O reator nuclear gigante da França
Søren Bang Korsholm e muitos de seus colegas da Universidade Técnica são participantes de um grande projeto internacional ITER, onde a UE, os Estados Unidos, a China e muitos outros países estão colaborando para criar o maior reator termonuclear do mundo, no sul da França. Será o primeiro reator desse tipo a fornecer mais energia do que consome.
“O ITER, de acordo com o projeto, vai produzir 500 megawatts, enquanto serão necessários 50 megawatts para aquecê-lo. Consome pouco mais de 50 megawatts de energia porque usamos parte da energia para resfriamento e imãs, o que não é levado em conta no caso, mas dá um belo excedente de energia no próprio reator”, explica.
Segundo o cientista, em breve o reator estará pronto para funcionar.
“Em 2025, o reator estará pronto para o primeiro teste, depois disso iremos atualizá-lo até que esteja totalmente pronto em 2033”, diz Søren Bang Korsholm.
Exibindo a energia do futuro
Mas não devemos pensar que, após a conclusão do projeto ITER, a eletricidade que alimenta nosso refrigerador será a energia da fusão termonuclear. O reator não produzirá eletricidade.
“O ITER não é uma central elétrica. O reator não está sendo construído para gerar eletricidade, mas para demonstrar a possibilidade de usar a fusão termonuclear como fonte de energia”, afirma.
O cientista espera que o projeto tenha parceiros comerciais que atentem para as possibilidades da energia de fusão termonuclear.
“Talvez grandes empresas de energia e empresas de petróleo comecem a investir em energia de fusão quando virem seu potencial. E quem sabe, talvez essas usinas surjam em um futuro próximo”, diz Søren Bang Korsholm.
A próxima parada é a lua
Se os cientistas conseguirem criar usinas de energia eficientes com base na fusão termonuclear, muitas ideias aparecerão imediatamente sobre como elas podem ser melhoradas. Uma das ideias já sugere o uso de um tipo diferente de combustível, que, no entanto, não é tanto na Terra.
“O hélio-3, que é abundante na Lua, tem a vantagem de que os produtos da fusão do plasma reagem menos com as paredes do reator, de modo que a parede se torna menos radioativa e pode ter uma vida mais longa”, diz Soren Bang Korsholm.
Até agora, extrair combustível na Lua e entregá-lo à Terra é caro. Mas talvez a energia da fusão termonuclear seja tão eficiente que esses custos compensem.
“Se houver ideias sobre como fornecer combustível da lua, as usinas de fusão podem ser incrivelmente eficientes”, conclui o cientista.
Jeppe Kyhne Knudsen, Jonas Petri, Lasse de
