Vista do interior do ITER em 2018. (Créditos da imagem: Oak Ridge National Laboratory).

O Sol e as outras estrelas são eficientes máquinas de transformar hidrogênio e hélio em energia e em elementos mais pesados – junto com as supernovas, são as principais forjas do universo. Não sabemos, entretanto, como fazer uma fusão nuclear de forma eficiente; gastamos mais energia para fazer a fusão ocorrer do que conseguimos liberar com a reação.

As maiores vantagens de se dominar esse processo são que não há aquela enorme quantidade de lixo radioativo para ser descartado – causando menos acidentes e um transtorno muito menor do que as usinas de fissão nuclear, que estão sendo fechadas pelo mundo, além de que o hidrogênio, principal combustível da reação, é o elemento mais abundante do universo.

O maior e mais ambicioso projeto de fusão nuclear do mundo, ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), iniciou agora sua construção. O projeto envolve a União Europeia, a China, a Rússia, os Estados Unidos, a Índia, a Coreia do Sul e o Japão, e está sendo construído em Saint-Paul-lez-Durance, na França. A construção, de mais de 20 bilhões de euros, deve ficar pronta no ano de 2025 para os primeiros testes – e uma nova fase, de alguns anos, para a finalização, irá de iniciar. As esperanças são grandes, conforme nota-se na fala de Marcon, o presidente francês, na cerimônia de abertura:

“O ITER é claramente um ato de confiança no futuro. Os maiores avanços da história sempre procederam de apostas ousadas, de jornadas cheias de dificuldades. O início, sempre aparenta que os obstáculos serão maiores que a determinação de criar e progredir. O ITER pertence a esse espírito de descoberta, de ambição, com a idéia de que, graças à ciência, amanhã poderá ser melhor que ontem”.

A ideia principal é unir forças para descobrir uma forma de tornar a fusão nuclear economicamente, energeticamente e comercialmente viável, ou seja, conseguir produzir com ela, uma quantidade maior de energia do que se gasta para fazê-la ocorrer. O primeiro ministro do Japão, Shinzo Abe, disse ao The Guardian: “Eu acredito que uma inovação disruptiva será uma chave fundamental para a abordagem de questões globais, incluindo as mudanças climáticas e criação de uma sociedade sustentável livre de carbono”.

Devemos lembrar, que conforme alguns dos dados mais recentes, do ano de 2018, o mundo utiliza pelo menos três quartos da energia provinda de gás natural, carvão, biocombustíveis e o famoso petróleo – ou seja, muita emissão de poluentes. As fontes de energia eólica e solar são praticamente insignificantes perto da utilização das outras fontes. Dentre as outras fontes consideradas “limpas”, a nuclear por fissão gera resíduos extremamente difíceis de se descartar e a hidrelétrica altera cursos de rios, fluxo e água e alaga grandes regiões, alterando violentamente as áreas onde as barragens são construídas. 

O crescimento das necessidades energéticas está cada vez mais acentuado, e além da necessidade de se interromper a queima por questões climáticas, em pouco tempo essas fontes não fornecerão energia suficiente para as necessidades mundiais. Dados os desafios de se conseguir energia solar e eólicas em escalas tão grandes, a fusão nuclear pode ser uma excelente saída, por ser, potencialmente, extremamente eficiente e bastante limpa. 

Qual a diferença entre a fusão e a fissão nuclear?

Na fissão nuclear você precisa de um material radioativo. Ser radioativo significa que ele libera sua energia do núcleo – são átomos instáveis que perdem prótons e nêutrons de seu núcleo. Em um reator, você utiliza, por exemplo, o urânio – ao bombardeá-lo com um nêutron, você “racha” o átomo, liberando energia, que é extraída e continua a reação com outros átomos. Dentre os resíduos da reação está o plutônio, que é utilizado em armas nucleares, por exemplo, além de outros materiais extremamente perigosos. 

Na fusão nuclear, o elemento mais fácil de se utilizar é o hidrogênio e seus isótopos mais pesados, como deutério e trítio. Basicamente, o núcleo do hidrogênio possui apenas um próton, do deutério, um próton e um nêutron, e do trítio, um próton e dois nêutrons. A fusão trata-se de juntar esses átomos.

Quando você funde um deutério com um trítio, é liberado um nêutron, com a energia, mais um átomo de hélio, que é composto por dois prótons e dois nêutrons. O hélio também pode ser fundido, com pressões um pouco mais altas, gerando outros elementos. Como os resíduos são elementos comuns, apesar da radiação emitida, eles podem ser liberados no ambiente com uma preocupação menor.

A imagem ilustra a fusão nuclear. Os círculos mais escuros são os prótons e os mais claros os nêutrons. (Créditos da imagem: Ciencianautas).

“Esperamos ver o primeiro plasma em cinco anos. Ele será apenas um plasma curto – com duração de alguns milissegundos – demonstrando que todos os ímãs funcionam. Então haverá um estágio adicional de montagem de alguns dos outros componentes. No entanto, está marcando marcos nesse caminho para demonstrar a fusão em escala comercial”, disse à BBC Ian Chapman, chefe executivo da Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA).

Referências: 

  1. CARRINGTON, Damian. “World’s largest nuclear fusion project begins assembly in France”; The Guardian. Acesso em: 28 jul. 2020.
  2. International Energy Agency. “Explore energy data by category, indicator, country or region”. Acesso em: 28 jul. 2020.
  3. Our World in Data. “Energy”. Acesso em: 28 jul. 2020.
  4. RINCON, Paul. “Iter: World’s largest nuclear fusion project begins assembly”; BBC. Acesso em: 28 jul. 2020.