{"id":33712,"date":"2021-10-13T11:00:54","date_gmt":"2021-10-13T14:00:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/?p=33712"},"modified":"2021-10-10T21:18:29","modified_gmt":"2021-10-11T00:18:29","slug":"fusao-nuclear-a-nova-corrida-mundial-para-replicar-a-energia-do-sol","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/fusao-nuclear-a-nova-corrida-mundial-para-replicar-a-energia-do-sol\/","title":{"rendered":"Fus\u00e3o nuclear: a nova corrida mundial para replicar a energia do sol"},"content":{"rendered":"
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Por Canal da Engenharia – Foto: O Sol pelas Imagens Atmosf\u00e9ricas do Observat\u00f3rio Solar Dynamics da NASA.<\/em><\/div>\n
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Depois das corridas armamentista e espacial, podemos dizer que a nova corrida mundial \u00e9 a energ\u00e9tica, mais precisamente, encontrar uma fonte de energia que seja, ao mesmo tempo, vi\u00e1vel, confi\u00e1vel e sustent\u00e1vel.<\/div>\n
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Com o aumento da temperatura global trazendo inunda\u00e7\u00f5es, inc\u00eandios e nuvens de poeira a todos os cantos da terra, a necessidade de uma produ\u00e7\u00e3o de energia livre de emiss\u00f5es de gases do efeito estufa nunca foi t\u00e3o clara.<\/p>\n

Como promessa dessa energia futura mundial, o foco tem sido a fus\u00e3o nuclear, numa tentativa de atingir a viabilidade dessa energia, produzi-la em grande escala e us\u00e1-la para alimentar o planeta \u2013 o que parece ser o maior desafio cient\u00edfico e tecnol\u00f3gico que a humanidade j\u00e1 enfrentou.<\/p>\n

O que \u00e9 e como funciona<\/h2>\n

A ideia da energia de fus\u00e3o intrigou os cientistas por quase 100 anos, quando eles descobriram e come\u00e7aram a entender o processo que alimenta o sol e as estrelas.<\/p>\n

Uma rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o ocorre quando os \u00e1tomos se fundem, e poderia gerar quatro vezes mais energia do que os reatores de fiss\u00e3o de hoje, que geram energia a partir do processo inverso, ou seja, da quebra dos \u00e1tomos.<\/p>\n

A fus\u00e3o \u00e9 a fonte de energia onipresente do universo: \u00e9 o que faz o sol e as estrelas brilharem, e \u00e9 a rea\u00e7\u00e3o que criou a maioria dos \u00e1tomos de que somos feitos.<\/p>\n

O processo n\u00e3o gera res\u00edduos radioativos de longo prazo como a fiss\u00e3o, e usa is\u00f3topos de hidrog\u00eanio como combust\u00edvel, que est\u00e3o prontamente dispon\u00edveis e podem ser extra\u00eddos da \u00e1gua do mar, tendo o h\u00e9lio como produto residual, formado quando as part\u00edculas de hidrog\u00eanio se juntam.<\/p>\n

O mais importante dessa energia \u00e9 o controle sobre os estados ligado ou desligado, o que significa que a fus\u00e3o \u00e9 um recurso de energia confi\u00e1vel e firme, capaz de complementar as energias renov\u00e1veis \u200b\u200bj\u00e1 existentes.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, a fus\u00e3o pode gerar cerca de quatro milh\u00f5es de vezes mais energia do que queimar carv\u00e3o, sem produzir gases de efeito estufa.<\/p>\n

As usinas baseadas na fus\u00e3o tamb\u00e9m ocupariam pouco espa\u00e7o em compara\u00e7\u00e3o com a energia que seriam capazes de gerar.<\/p>\n

Os desafios para a viabilidade<\/h2>\n

A \u00fanica desvantagem \u00e9 que tudo ainda \u00e9 mais te\u00f3rico do que pr\u00e1tico.<\/p>\n

Os pesquisadores t\u00eam trabalhado com energia de fus\u00e3o desde 1950 e ainda precisam construir um reator que possa produzir mais energia do que consome.<\/p>\n

Para gerar esse tipo de energia, os is\u00f3topos de hidrog\u00eanio precisam de um ambiente superaquecido por tempo suficiente para que seus \u00e1tomos se combinem e criem o novo elemento h\u00e9lio. Nessa convers\u00e3o, uma tonelada de energia pode ser liberada.<\/p>\n

No entanto, quando comparamos a taxa de pot\u00eancia saindo com a energia que entra no sistema, ou seja, a real energia l\u00edquida gerada no fim do processo, ela ainda \u00e9 pequena demais.<\/p>\n

Muita energia ainda \u00e9 necess\u00e1ria para aquecer o sistema, executar toda a opera\u00e7\u00e3o, construir todo o equipamento e controlar todo o processo.<\/p>\n

No fim, uma usina de fus\u00e3o em funcionamento provavelmente precisaria gerar pelo menos 30 vezes mais energia do que o gasto energ\u00e9tico de produ\u00e7\u00e3o, o que ainda n\u00e3o se viu na pr\u00e1tica.<\/p>\n

No entanto, aumentar o ganho de energia \u00e9 apenas uma das dificuldades em tornar a fus\u00e3o uma fonte de energia vi\u00e1vel.<\/p>\n

Um reator comercial ter\u00e1 que resolver v\u00e1rios problemas de engenharia complicados, como extrair a energia do calor e encontrar materiais que ir\u00e3o resistir ao bombardeio implac\u00e1vel que a c\u00e2mara do reator receber\u00e1 ao longo de sua vida.<\/p>\n

Os \u00edm\u00e3s s\u00e3o a abordagem mais popular para controlar os reatores de fus\u00e3o porque a bola de plasma superaquecido (geralmente usada) em seu cora\u00e7\u00e3o \u00e9 composta de part\u00edculas carregadas que podem ser encurraladas usando campos magn\u00e9ticos.<\/p>\n

A maioria dos reatores de fus\u00e3o usa um projeto chamado Tokamak, que confina o plasma em um recipiente em forma de \u201crosca\u201d com um grande \u00edm\u00e3 no meio e muitas bobinas magn\u00e9ticas em volta do recipiente.<\/p>\n

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\"Perspectva
O reator do tipo \u2018Tokamak\u2019, usado no projeto internacional de coopera\u00e7\u00e3o para fus\u00e3o nuclear, o ITER (ver abaixo). Fonte: ITER\/divulga\u00e7\u00e3o.<\/em><\/span><\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

Startups e mega projetos mundiais<\/h3>\n

O progresso na fus\u00e3o tem se acelerado na \u00faltima d\u00e9cada.<\/p>\n

Andrew Holland, Diretor Executivo da Fusion Industry Association (Associa\u00e7\u00e3o da Industria de Fus\u00e3o Nuclear dos Estados Unidos), estima que mais de US$ 1,5 bilh\u00e3o j\u00e1 foi investido em startups de energia de fus\u00e3o.<\/p>\n

Um dos maiores patrocinadores mundiais, inclusive, \u00e9 o Bill Gates, que nomeou a fus\u00e3o como uma de suas 10 tecnologias inovadoras de 2019.<\/p>\n

Na corrida mundial, dois mega projetos est\u00e3o em destaque:<\/p>\n

National Ignition Facility (NIF)<\/em><\/strong><\/p>\n

Instalada no Laborat\u00f3rio Nacional Lawrence Livermore, na Calif\u00f3rnia, a\u00a0NIF<\/a>\u00a0\u00e9 uma \u00e1rea de pesquisa de fus\u00e3o nuclear de US$ 3,5 bilh\u00f5es dos Estados Unidos.<\/p>\n

O curioso \u00e9 que ela n\u00e3o foi projetada para servir como um prot\u00f3tipo de usina de energia, mas sim para sondar as rea\u00e7\u00f5es de fus\u00e3o no cora\u00e7\u00e3o das armas termonucleares.<\/p>\n

No entanto, depois que os Estados Unidos proibiram os testes nucleares subterr\u00e2neos no final da Guerra Fria em 1992, o departamento de energia prop\u00f4s o NIF como parte de um Programa de Gerenciamento de Estoque de base cient\u00edfica.<\/p>\n

O NIF usa um poderoso laser para aquecer e comprimir combust\u00edvel de hidrog\u00eanio, na forma de deut\u00e9rio e tr\u00edtio, a fim de fundir os atomos e liberar energia.<\/p>\n

O local tem dez andares de altura e abrange a \u00e1rea de tr\u00eas campos de futebol americano.<\/p>\n

Em agosto desse ano, o laborat\u00f3rio deu um passo in\u00e9dito na busca pela fus\u00e3o nuclear de enormes propor\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Em um processo chamado de fus\u00e3o nuclear com confinamento inercial, 192 raios de laser da instala\u00e7\u00e3o do NIF \u2014 a maior concentra\u00e7\u00e3o de energia do mundo \u2014 s\u00e3o direcionados a uma c\u00e1psula do tamanho de um gr\u00e3o de pimenta.<\/p>\n

O procedimento comprime o combust\u00edvel e o aquece a 100 milh\u00f5es de graus Celsius \u2014 mais quente que o centro do sol. Essas condi\u00e7\u00f5es ajudam a iniciar a fus\u00e3o termonuclear.<\/p>\n

O experimento realizado em 8 de agosto rendeu 1,35 megajoules (MJ) de energia \u2014 cerca de 70% da energia do laser que chega \u00e0 c\u00e1psula de combust\u00edvel. Alcan\u00e7ar a igni\u00e7\u00e3o significa obter um rendimento de fus\u00e3o superior aos 1,9 MJ aplicados pelo laser.<\/p>\n

\u201cEste \u00e9 um grande avan\u00e7o para a pesquisa com a fus\u00e3o e para toda a comunidade envolvida nisso \u201c, disse \u00e0 BBC News Debbie Callahan, f\u00edsica do Laborat\u00f3rio Nacional Lawrence Livermore, local o de est\u00e1 o NIF.<\/p>\n

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\"\"
Dentro da National Ignition Facility (NIF): um elevador do sistema de servi\u00e7o permite que os t\u00e9cnicos acessem o interior da c\u00e2mara alvo para inspe\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o. Fonte: Philip Saltonstall\/Lawrence Livermore National Laboratory.<\/em><\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)<\/h3>\n

O\u00a0ITER<\/a>\u00a0(Reator Experimental Termonuclear Internacional, em portugu\u00eas) \u00e9 outro megaprojeto de fus\u00e3o nuclear, e \u00e9 considerado a iniciativa internacional mais bem financiada do mundo, com um custo total de US$ 22 bilh\u00f5es pago por sete pot\u00eancias mundiais: China, Uni\u00e3o Europeia, \u00cdndia, Jap\u00e3o, Coreia do Sul, R\u00fassia e Estados Unidos.<\/p>\n

O centro de pesquisa est\u00e1 no no sul da Fran\u00e7a, e espera demonstrar a viabilidade da fus\u00e3o ao gerar pelo menos 10 vezes mais energia do que consome.<\/p>\n

O enorme reator teste do ITER tem a forma de rosca (Tokamak) e \u00e9 frequentemente rotulado como o maior experimento cient\u00edfico do mundo.<\/p>\n

A abordagem do ITER \u00e9 diferente da norte-americana. A pesquisa do ITER utiliza campos magn\u00e9ticos para conter plasma quente, um g\u00e1s eletricamente carregado. Este conceito \u00e9 conhecido como fus\u00e3o por confinamento magn\u00e9tico.<\/p>\n

O objetivo da planta experimental do ITER \u00e9 demonstrar que a energia de fus\u00e3o pode ser gerada de forma sustent\u00e1vel e segura em escala comercial at\u00e9 o ano de 2035.<\/p>\n

\"ITER<\/p>\n

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Vista a\u00e9rea do local do ITER durante a constru\u00e7\u00e3o em 2018. Fonte: Oak Ridge National Laboratory, CC BY 2.0\u00a0https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by\/2.0<\/a>, via Wikimedia Commons.<\/p>\n

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Fontes e refer\u00eancias<\/h3>\n

Imagem de capa: O Sol pelas Imagens Atmosf\u00e9ricas do Observat\u00f3rio Solar Dynamics da NASA.<\/p>\n

Arthur Turrell. The race to give nuclear fusion a role in the climate emergency.\u00a0The Guardian.\u00a0<\/strong>Setembro, 2021.<\/p>\n

Melanie Windridge. The New Space Race Is Fusion Energy.\u00a0Forbes.<\/strong>\u00a0Outubro, 2020.<\/p>\n

Katie Brigham. The race is on to replicate the power of the sun with fusion energy.\u00a0CNBC.<\/strong>\u00a02019.<\/p>\n

Moritz von der Linden. Three Technology Breakthroughs Bringing Abundant Clean Energy Within Reach.\u00a0Forbes.<\/strong>\u00a0Setembro, 2021.<\/p>\n

Elizabeth Gibney. Fuel for world\u2019s largest fusion reactor ITER is set for test run.\u00a0Nature.<\/strong>\u00a0Fevereiro, 2021.<\/p>\n

Paul Rincon. Fus\u00e3o nuclear: o laborat\u00f3rio que est\u00e1 prestes a atingir um marco na busca pela energia ilimitada.\u00a0BBC news.<\/strong> 22 agosto, 2021.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Canal da Engenharia – Foto: O Sol pelas Imagens Atmosf\u00e9ricas do Observat\u00f3rio Solar Dynamics da NASA. Depois das corridas armamentista e espacial, podemos dizer que a nova corrida mundial \u00e9 a energ\u00e9tica, mais precisamente, encontrar uma fonte de energia que seja, ao mesmo tempo, vi\u00e1vel, confi\u00e1vel e sustent\u00e1vel. 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