Por KENNETH CHANG
LIVERMORE, Califórnia - Fusão, o processo que gera a energia solar, é o sonho de muitos porque é seguro, não poluente e quase ilimitado. Aqui no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, cujo foco do trabalho sobre a fusão envolve armas nucleares, muitos cientistas falam poeticamente sobre como ela pode livrar o mundo da dependência dos combustíveis fósseis. "Solucionar o problema de energia é o sonho do futuro", disse Stephen E. Bodner, que trabalhou com fusão no Livermore nos anos 1960 e 1970, quando o foco militar era um estratagema para o laboratório continuar recebendo verbas do governo para pesquisas sobre energia.
O conceito por trás da fusão é simples: comprimir átomos de hidrogênio intensamente faz que eles se fundam, formando hélio. Um átomo de hélio pesa menos que os átomos originais de hidrogênio, e, conforme a equação de Einsten E = mc2, o pequeno volume de massa liberado se transforma em energia. O hidrogênio é tão abundante que, ao contrário dos combustíveis fósseis e materiais físseis, jamais se esgotará.
Os cientistas nunca descobriram um meio de fazer uma reação de fusão durar o suficiente para gerar energia utilizável. Agora, porém, fizeram algum progresso. No mês passado, uma equipe liderada por Omar A. Hurricane anunciou que usou lasers gigantescos para fundir átomos de hidrogênio e produzir faíscas de energia. A quantidade de energia produzida foi ínfima -equivalente ao que uma lâmpada de 60 watts consome em cinco minutos.
A fusão ocorreu no Centro Nacional de Ignição (NIF, na sigla em inglês), cuja construção e início das operações consumiram US$ 5,3 bilhões. O local é totalmente voltado para a ignição. Para fins governamentais, a ignição foi definida como uma reação de fusão que produz tanta energia quanto os feixes de laser que a atingem. Para obter isso, uma faísca inicial de fusão tem de cascatear até os átomos de hidrogênio adjacentes.
O centro do NIF é a câmara de alvo, uma esfera de metal com dez metros de largura, que contém equipamentos fulgurantes que irradiam para fora. Cada explosão começa com um pequeno pulso de laser que é dividido por meio de espelhos em 192 partes, depois refletido através de amplificadores de laser que ocupam duas salas do tamanho de armazéns. Os feixes são então focados na câmara, convergindo em um cilindro dourado do tamanho de uma borracha escolar. Por um breve momento, os átomos implodindo se fundem.
Os cientistas chamam isso de tempo de explosão, e cada explosão é tão curta que o custo em eletricidade é de apenas US$ 5.
Os diretores do Livermore estavam confiantes de que o NIF obteria a ignição logo após a notícia de que pretendiam construir uma central elétrica experimental, a qual deveria estar pronta para abastecer redes elétricas por volta da década de 2030.
Bodner, que saiu do Livermore em 1975 e montou um programa concorrente no Laboratório de Pesquisa Naval, critica o NIF. Em 1995, ele previu que instabilidades no gás implodindo iriam inviabilizar a ignição. E defendeu outro conceito de fusão com laser no qual os lasers brilham diretamente sobre os pellets de combustível. Isso cria outras dificuldades técnicas. Bodner, que se aposentou em 1999, afirmou que sua equipe poderia superar esses obstáculos.
A imensa gravidade do Sol faz a compressão que possibilita a fusão. Na Terra, há duas possibilidades principais: lasers potentes para comprimir os átomos de hidrogênio, como no NIF, ou campos magnéticos para conter um plasma de hidrogênio quente até os átomos colidirem e se fundirem.
A maioria das pesquisas sobre energia com fusão adota a abordagem magnética e utiliza máquinas em forma de roscas denominadas tokamaks. Em 1994, o Reator para Testes de Fusão Tokamak, na Universidade de Princeton em Nova Jersey, gerou 10,7 milhões de watts de energia por um breve momento. Três anos depois, os tokamaks do Torus Conjunto Europeu, no Reino Unido, superaram essa marca, gerando 16 milhões de watts.
O próximo passo no percurso magnético é uma colaboração internacional denominada Iter (sigla em inglês para Reator Termonuclear Experimental Internacional). A construção do Iter começou na França e, se tudo der certo, as primeiras operações estão previstas para 2020.
Com uma estrutura administrativa complexa e uma organização central, os parceiros no projeto (União Europeia, Japão, China, Rússia, EUA, Índia e Coreia do Sul) concordaram em contribuir com peças do reator.
Um avanço recente, porém, foi na abordagem com laser para fusão. Hurricane inicialmente ajustou um pulso de laser para aquecer o cilindro dourado. Isso reduziu a pressão da implosão que despedaçava o pellet, mas eliminou algumas instabilidades, produzindo uma taxa mais alta de fusão. Em setembro, a equipe de Hurricane obteve a primeira explosão que mostrou sinais da reação de fusão se disseminando pelo combustível.
Jeff Wisoff, diretor interino do NIF, disse: "Agora temos uma mecha para produzir faíscas".
NYT, 01.04.2014.
Nenhum comentário:
Postar um comentário