Artigo: Fusão nuclear? Uma realidade ainda distante

Interior do reator JET: em 1997, a equipe tinha conseguido produzir menos da metade do valor atual - (crédito: UKAEA/Divulgação)

LEONAM GUIMARÃES

postado em 27/01/2023 06:00

LEONAM GUIMARÃES - Engenheiro naval e oceânico, mestre em engenharia nuclear pela Universidade de Paris XI e doutor em engenharia pela USP

O Sol alimenta a vida na Terra há bilhões de anos, nos enviando radiação sob forma de luz e calor produzida pela fusão nuclear. Dada essa incrível potência e longevidade, parece que dificilmente pode haver uma maneira melhor de gerar energia do que aproveitar os mesmos processos nucleares que ocorrem em nossa própria estrela e em todas as outras.

Para liberar parte da energia de ligação dos núcleos atômicos em energia útil, na fusão nuclear, átomos leves são unidos. Seu oposto, na fissão nuclear, átomos pesados são separados. As usinas nucleares comerciais de geração elétrica usam a fissão nuclear para gerar calor e eletricidade. Embora energia nuclear por meio da fissão seja cada vez mais segura e econômica, a fusão promete vantagens importantes.

A fissão nuclear produz resíduos radioativos que são efetivamente gerenciados de forma segura por longos períodos. Os resíduos produzidos pela fusão nuclear são em menor quantidade e atividade, requerendo gerenciamento mais simples e por períodos menores. A maioria dos experimentos de fusão usa hidrogênio, que pode ser extraído de forma barata da água do mar e do lítio, o que significa que o suprimento de combustível pode durar milhões de anos.

Os reatores de fusão nuclear foram concebidos ao final dos anos 50 e visam replicar as estrelas fundindo átomos de hidrogênio para criar hélio, liberando energia na forma de calor tal como os reatores de fissão vêm efetivamente fazendo há pelo menos quase 70 anos. Sustentar a fusão em grande escala por longos períodos tem o potencial de constituir uma fonte de energia segura, limpa e quase inesgotável, essencial para mitigar as mudanças climáticas pela transição energética.

A fusão nuclear pode ser uma fonte de energia sustentável essencial para complementar as principais energias limpas, que são as renováveis e a de fissão nuclear. A busca pelo seu emprego industrial começou décadas atrás, mas será que uma velha piada de que a fusão nuclear está sempre a 30 anos de distância pode começar a parecer ultrapassada?

Cientistas dos Estados Unidos (EUA) alcançaram recentemente um marco importante em suas tentativas de aperfeiçoar o processo de fusão na instalação experimental NIF, baseado no conceito de confinamento inercial. Usaram com sucesso um laser de 192 feixes para transformar uma pequena quantidade de hidrogênio em uma quantidade de energia maior do que a energia que acionou os lasers. Enquanto isso, o maior experimento de fusão do mundo, o reator Iter, que é baseado no conceito de confinamento magnético, está sendo construído na França por um projeto colaborativo entre 35 nações. Espera-se que sua produção se inicie em 2035.

Apesar de uma série de avanços promissores nos últimos anos, a fusão nuclear em larga escala ainda está certamente a mais de uma década de distância. Os resultados dos EUA constituem um verdadeiro avanço apontando que muito mais trabalho é necessário antes que a fusão nuclear possa ser usada para fornecer energia para residências, comércio, indústria e transporte.

Como disse certa vez Lev Artsimovich, pai do Tokamak, primeira máquina onde se conseguiu a fusão nuclear por confinamento magnético, "a fusão estará lá quando a sociedade realmente precisar dela", da mesma forma que a fissão nuclear já está aqui respondendo hoje por 30% da energia elétrica de baixo carbono gerada no mundo, com mais de 400 usinas em operação e 50 em construção.