O que é a fusão nuclear, que promete ser a energia limpa que o mundo procura:sinais greenbets

A fusão é o mesmo processo que acontece no Sol, e exige calor e pressão extremos, sendo muito mais difícilsinais greenbetscontrolar do que a fissão.

Mas o processo não gera o lixo radioativo produzido pelos reatoressinais greenbetsfissão, que é um dos principais problemas atravancando o usosinais greenbetsenergiar nuclear atualmente. A fissão também é um método muito caro e gera preocupações quanto à segurança e à proliferaçãosinais greenbetsarmas.

O que é exatamente a fusão nuclear

A fusão é o processo que ocorre no Sol continuamente, responsável pelo seu calor esinais greenbetsluz.

A cada segundo, bilhõessinais greenbetstoneladassinais greenbetsátomossinais greenbetshidrogênio colidem uns com os outrossinais greenbetscondiçõessinais greenbetstemperatura e pressão extrema dentrosinais greenbetsnossa estrela. Isso os força a quebrar suas ligações químicas e se fundirem, formando um elemento mais pesado, o hélio.

A fusão solar gera quantidades enormessinais greenbetscalor e luz.

Por décadas pesquisadores vêm tentanto replicar esse processo na Terra, produzir "um sol na caixa", como dizem alguns físicos. A ideia é pegar certo tiposinais greenbetsgássinais greenbetshidrogênio, aquecê-lo a maissinais greenbets100 milhõessinais greenbetsgraus Celsius até formar uma nuvemsinais greenbetsplasma, e controlá-lo com um poderoso campo magnético até que os átomos se fundam e liberem energia.

Potencialmente, a energia da fusão nuclear é muito limpa: não gera CO² como subproduto, não gera lixo tóxico (já que o resultado da reação é o hélio, que não é radioativo), não gera riscossinais greenbetsexplosão.

Mas até agora a tecnologia para obter energia através do processo ainda não existe.

Para tentar desenvolvê-la, diversos países concentraram seus esforçossinais greenbetsprojetosinais greenbetscooperação internacional chamado Iter.

Grande avanço ou elefante branco?

Trinta e cinco países participam do projeto Iter, que no momento está construindo um reatorsinais greenbetsteste gigante no sul da França.

O plano é ter o primeiro plasma produzidosinais greenbets2025. No entanto, da produção do plasma até a obtençãosinais greenbetsenergia ainda há um longo caminho.

O projeto também foi prejudicado por longos atrasos e estouros no orçamento que fazem com que seja improvável que haja uma usina nuclearsinais greenbetsfusão até 2050.

"O que estamos fazendo é desafiar as fronteiras do que é conhecido no mundo da tecnologia", diz o físico Ian Chapman, presidente da Agência Britânicasinais greenbetsEnergia Atômica. "E é claro que você encontra obstáculos e precisa superá-los, o que fazemos o tempo todo."

"O Iter vai ser bem sucedido, eu tenho certeza total disso", diz ele.

Até o Iter estar funcionandosinais greenbets2025, o chamado JET (Joint European Torus), no Reino Unido, continuará sendo o maior experimento com fusão nuclear existente.

O JET tem financiamento da União Europeia até 2020, mas o que vai acontecer depois disso não está claro. A participação do Reino Unido no Iter após a provável saída do país da União Europeia também ainda não foi acertada.

Mas o governo do país recentemente anunciou um investimentosinais greenbets220 milhõessinais greenbetslibras para o desenvolvimentosinais greenbetsuma usinasinais greenbetsfusão até 2040. Durante os próximos quatro anos, pesquisadores vão desenvolver projeto para uma usinasinais greenbetsfusão chamada Tokamak Esférico para Produçãosinais greenbetsEnergia, ou Step, na siglasinais greenbetsinglês (Tokamak é um tiposinais greenbetsreator experimentalsinais greenbetsfusão).

Como funciona um reatorsinais greenbetsfusão?

O método mais conhecidosinais greenbetsfusão envolve o reator do tipo Tokamak, que tem uma câmarasinais greenbetsvácuosinais greenbetsformatosinais greenbetsdonut. Nela, o hidrogênio é aquecido a 100 milhõessinais greenbetsgraus Celsius, e então se torna um plasma. Um campo magnético fortíssimo é usado para confinar o plasma para que ele não derreta o reator e encaminhá-lo para que a fusão ocorra.

No Reino Unido, pesquisadores desenvolveram um tipo diferentesinais greenbetsTokamak, que parece mais uma maçã do que um donut. Chamadosinais greenbetsTokamak esférico, ele tem a vantagemsinais greenbetsser mais compacto, potencialmente permitindo que usinas futuras sejam localizadas e áreas urbanizadas.

"Se você olha para algumas unidades, com as grandes máquinas que precisamos instalar, pode ver que a tarefasinais greenbetsencontrar um local para colocá-los por si só já é difícil", diz Nanna Heiberg, da Agênciasinais greenbetsEnergia Atômica do Reino Unido.

"O ideal é colocá-las pertosinais greenbetsonde a energia é usada. E se você conseguir criar reatoressinais greenbetsespaços menores, você pode colocá-los mais próximos a usuários e criar mais deles pelo país."

Da onde vem a empolgação com a fusão?

Enquanto governos internacionais tentam fazer o Iter ir para a frente, alguns países também têm suas iniciativas nacionais. A China, a Índia, a Rússia e o Estados Unidos estão trabalhando no desenvolvimentosinais greenbetsreatores comerciais.

O Bancosinais greenbetsInvestimento da Europa também está colocando centenassinais greenbetsmilhõessinais greenbetseurossinais greenbetsum programasinais greenbetsproduçãosinais greenbetsenergiasinais greenbetsfusão nuclear italiano que prevê operações a partirsinais greenbets2050.

A marinha americana já registrou a patentesinais greenbetsum "dispositivosinais greenbetsfusãosinais greenbetsplasma por compressão", que usaria campos magnéticos para criar uma rotação acelerada e produzir energia para o funcionamentosinais greenbetsnavios e submarinos. A ideia é criar reatores pequenos o suficiente para que sejam portáteis. Há muitas dúvidas sobre a possibilidadesinais greenbetsque isso seja possível na prática.

Fusão no setor privado

Talvez a maior expectativa venha do setor privado. São empresas menores, mais ágeis, e se desenvolvem cometendo erros e aprendendo com eles rapidamente.

Hoje, há dúzias delas no mundo todo, levantando fundos e avançando com abordagens diferentes das tradicionais.

A First Light, por exemplo, surgiu na Universidadesinais greenbetsOxford, no Reino Unido, e envolve lançar um projétilsinais greenbetsum alvo que contém átomossinais greenbetshidrogênio. A ondesinais greenbetschoque do impacto pressiona o combustível e produz o plasma.

A Commonwealth Fusion Systems (CFS) foi criada por ex-funcionários do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e conseguiu levantar maissinais greenbetsUS$ 100 milhões. Seu objetivo é desenvolver um reator Tokamak com imãs supercondutores que permitiriam produzir um reator menor e mais barato.

A TAE Technologies, da Califórnia, conseguiu investimentosinais greenbetsempresas como o Google e quer usar um tipo diferentesinais greenbetscombustível: uma misturasinais greenbetshidrogênio e boro, ambos elementos abundantes e não-radioativos. O protótipo deles é um reator cilíndrico que forma dois anéissinais greenbetsplasma que são unidos e mantidos juntos com raiossinais greenbetspartículas não reagentes para que fiquem mais quentes e durem mais.

sinais greenbets Um sinais greenbets a sinais greenbets bolasinais greenbetsmetal líquido

Uma das empresas mais competitivas é a empresa canadense General Fusion. Sua abordagem atraiu bastante atenção ao ser apoiada por bilionários como o criador da Amazon, Jeff Bezos.

A General Fusion nomeou o seu sistemasinais greenbets"magnetised target fusion", algo como "fusão magnetizada direcionada",sinais greenbetsinglês.

O método funciona inserindo plasma quente injetadosinais greenbetsuma bolasinais greenbetsmetal líquido dentrosinais greenbetsuma esferasinais greenbetsaço. A mistura então é comprimida por gigantescas pistolassinais greenbetspressão, mais ou menos como um motor a fissão.

"As pistolas disparam simultaneamente e colapsam a cavidade com o combustível dentro", diz Michael Delage, diretorsinais greenbetstecnologia da empresa.

"No pico da compressão, quando a reação acontece, ela está cercada por todos os lados por metal líquido, então a energia vai para o metal, que depois é usado para ferver água e produzir vapor, que porsinais greenbetsvez é usado para produzir energia elétrica.

A General Fusion diz que espera que seu protótipo esteja funcionandosinais greenbetscinco anos.

Porque ainda não conseguimos produzir energia por fusão?

Apesar das altas expectativas, ninguém até hoje conseguiu obter mais energiasinais greenbetsum experimentosinais greenbetsfusão do que gastou viabilizando-o.

Os cientistas têm confiançasinais greenbetsque a ideia vai funcionar, mas acreditam que é uma questãosinais greenbetsescala. Para fazer dar certo, você precisa que o experimento seja grande.

"A fusão precisasinais greenbetsrecursos para realmente funcionar", diz Ian Chapman, da agência britânicasinais greenbetsenergia atômica. "O experimento pode ser feito por um país ou pela iniciativa privada, o que você precisa é da escala e dos recursos."

"Quando o Iter funcionar, e eu digo 'quando' e não 'se', vai ser um grande avanço para a fusão e você um investimento massivo no campo", afirma Chapman.

A energia renovável vai tornar a fusão irrelevante?

Em 2018, o IPCC (Painel Intergovernamentalsinais greenbetsMudanças Climáticas) relatou que as emissõessinais greenbetsCO² precisam ser reduzidassinais greenbets45% até 2030 para manter o aumento da temperatura global abaixosinais greenbets1,5° C.

Para atingir esse objetivo é preciso que se faça uma rápida "descarbonização" do setorsinais greenbetsproduçãosinais greenbetsenergia, ou seja, que a produçãosinais greenbetsenergia não produza mais tanto CO² como subproduto. O Reino Unido se compremeteu a, até 2050, atingir "zero emissões líquidas"sinais greenbetscarbono (quando a produçãosinais greenbetscarbono é balanceada com a retiradasinais greenbetscarbono do ambiente), o que vai exigir o usosinais greenbetsenergia solar e eólicasinais greenbetsgrande escala.

Algumas pessoas argumentam que isso deveria ser a prioridade do país,sinais greenbetsvezsinais greenbetsgastar grandes quantiassinais greenbetsdinheirosinais greenbetsreatores experimentaissinais greenbetsfusão.

"O custosinais greenbetsenergias renováveis caiu, enquanto o custo do projetosinais greenbetsfusão internacional, o Iter, subiu", diz o físico britânico Chris Llewellyn Smit, que já foi presidente do conselho do Iter. "Agora parece bem improvavél que consigam completar o projeto sem novas ideias."

"Eu não acho que isso seja motivo para desistir da fusão, há maneirassinais greenbetstorná-la mais barata, mas não é algo que estará disponível para nós imediatamente quando precisarmos."

Outras pessoas na indústria, no entanto, têm uma visão diferente.

"Se você é um país como a Malásia, que tem um sistema energético altamente dependentesinais greenbetscarbono, e você está tentando mudarsinais greenbetsmatriz energética baseadasinais greenbetsqueimasinais greenbetscarvão, não há muitas opções hojesinais greenbetsdia", diz Chris Mowry, presidente da empresa General Fusion.

"Este é o tiposinais greenbetsaplicação na qual focamos. E até países como o Canadá, que têm uma quantidade razoávelsinais greenbetsenergia renovável, ainda não conseguem ser 100% renováveis."

"Então precisamossinais greenbetsuma fontesinais greenbetsenergia livresinais greenbetscarbono para complementar as renováveis no futuro", afirma Mowry.

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