Se você gosta de ficção científica, já deve ter ouvido falar em fusão nuclear. No mundo real, a fusão é o que alimenta o sol. Dentro alguns contos de ficção científicaos seres humanos em um futuro distante aprenderam a manejar a fusão para uma fonte de energia definitiva – uma que é abundante e não polui o meio ambiente ou libera níveis perigosos de resíduos radioativos.
Ontem, cientistas do Departamento de Energia anunciou um avanço que poderia ajudar a transformar essa visão de ficção científica em realidade. Depois de décadas de tentativas, os cientistas realizaram pela primeira vez uma reação de fusão nuclear que produziu mais energia do que ela gastou. Por trás dessa descrição técnica está um avanço simples, mas importante: os humanos podem explorar o processo que alimenta as estrelas para produzir energia na Terra.
“É um verdadeiro momento científico”, disse-me meu colega Kenneth Chang, que cobre física e outras ciências. “Isso permite que você olhe para frente e tenha esperança sobre o que é possível.”
Por que esse resultado é tão importante? Como fonte limpa de energia, a fusão nuclear pode ajudar a substituir os combustíveis fósseis poluentes e superar as mudanças climáticas. E se os desafios restantes – que são muitos – forem descobertos, a fusão nuclear poderá produzir mais energia do que as tecnologias atuais são capazes.
Ainda existem sérias barreiras diante desse futuro potencial, alertam os especialistas. Os cientistas podem replicar com segurança o que fizeram apenas uma vez? Isso pode ser feito de forma mais eficiente e mais rápida? Pode ser ampliado? Todas essas questões são tão sérias que, se não forem superadas, o anúncio de ontem pode significar pouco.
Qualquer coisa envolvendo ciência nuclear pode se tornar técnica e complicada rapidamente. No boletim informativo de hoje, quero orientá-lo sobre alguns dos fundamentos para que você possa entender por que o anúncio pode ser uma grande descoberta.
Imitando o sol
A fusão é o que alimenta o sol e outras estrelas. A enorme atração gravitacional do sol comprime constantemente os átomos de hidrogênio e os funde em hélio, liberando rajadas de energia. Essa energia é transmitida através do sistema solar como luz e calor, em raras circunstâncias criando as condições para a vida.
De volta à Terra, os cientistas esperam replicar uma pequena fração desse processo para alimentar nossas outras tecnologias e infraestrutura, sem emitir as emissões de aquecimento climático que o carvão, o petróleo e o gás fazem ou os resíduos radioativos que as atuais usinas nucleares fazem.
A maioria dos experimentos de fusão nuclear usou reatores em forma de rosquinha e campos magnéticos para capturar o hidrogênio, fundi-lo e liberar energia. Esses experimentos ainda não produziram mais energia do que usaram – o objetivo que precisam atingir para serem considerados uma verdadeira fonte de energia.
O que o laboratório do Departamento de Energia fez foi diferente. Ele disparou 192 lasers em uma pequena bolinha de hidrogênio. Isso aqueceu o pellet, fazendo-o implodir, fundir-se em hélio e liberar uma explosão de energia.
O laboratório vinha conduzindo esse experimento há anos, ajustando como e onde os lasers são disparados. Em 5 de dezembro, as mudanças valeram a pena: a fusão nuclear resultante produziu mais energia – cerca de 50% a mais – do que a energia recebida dos lasers. (Embora disparar os lasers use mais energia – um problema diferente para resolver.)
“Eles podem dizer inequivocamente que fizeram uma reação de fusão nuclear que produz mais energia do que a necessária para iniciar a reação”, disse Kenneth. “A pesquisa de fusão nuclear existe há 50 anos e ninguém foi capaz de dizer isso antes.”
O objetivo agora é refinar ainda mais essa abordagem, com a esperança de torná-la comercialmente viável e eventualmente suplantar outras fontes de energia mais sujas.
Barreiras restantes
Por mais emocionantes que sejam os resultados para os cientistas, eles reconheceram que ainda restam potencialmente décadas de trabalho antes que esse avanço leve ao uso comercial generalizado, se é que isso acontecerá.
Por um lado, os cientistas conseguiram esse tipo de reação de fusão exatamente uma vez. O uso comercial exigiria instalações para reproduzir esse resultado de forma confiável e constante, disparando lasers até 10 vezes por segundo.
Parte do combustível usado para este processo específico também pode ser difícil de encontrar. Existem outros combustíveis possíveis – potencialmente de minerando a lua (sim, isso é tão louco quanto parece) – mas isso exigiria um conjunto totalmente diferente de avanços para obter e usar.
E há questões mais práticas sobre custo e escala. O complexo de laser do Departamento de Energia ocupa o equivalente a três campos de futebol, Kenneth notado — “muito grande, muito caro, muito ineficiente para uma usina elétrica comercial”.
No entanto, é típico que as descobertas científicas comecem em ambientes de laboratório irrealistas antes de serem refinadas para uso público. No mínimo, esta descoberta mostra que a fusão nuclear pode ser uma fonte de energia. Agora começa o trabalho de tentar transformar isso em uma tecnologia utilizável.
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Matthew Cullen, Lauren Hard, Lauren Jackson, Claire Moses, Ian Prasad Philbrick, Tom Wright-Piersanti e Ashley Wu contribuíram para The Morning. Você pode entrar em contato com a equipe em themorning@nytimes.com.
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