Reator de fusão

A fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos leves originando um único núcleo e liberando uma quantidade colossal de energia.

Para entender como essa energia liberada é imensa, veja a seguir as comparações feitas:

• Um grama de hidrogênio, através de fusão, libera uma quantidade de energia igual à liberada na queima de 20 toneladas de carvão;
• A fusão de isótopos de hidrogênio, produzindo hélio, produz também uma quantidade de energia que é superior a 2 milhões de vezes a energia liberada na queima de um grama de carbono;
• Estima-se que uma bomba de hidrogênio, que é produzida por meio de fusão nuclear, pode causar uma destruição 700 vezes maior que a bomba detonada em Hiroshima;
• A primeira bomba de hidrogênio, que foi lançada no atol do Pacífico, demonstrou uma potência mil vezes maior que a bomba de Hiroshima;
• Apenas 2 . 10^-9 % do deutério daria para fornecer energia elétrica para o mundo inteiro durante um ano.

Portanto, o sonho de inúmeros cientistas é conseguir aproveitar essa quantidade gigantesca de energia liberada no processo de fusão.

No entanto, a construção de um reator de fusão constitui um verdadeiro desafio. Isso se dá primeiramente porque essas reações ocorrem somente em temperaturas elevadíssimas, porque é necessária uma grande quantidade de energia para superar a força de repulsão decorrente das cargas positivas dos núcleos de forma a uni-los.

A fonte de vida do Sol são as reações de fusão de hidrogênio que ocorrem em seu núcleo. Para uma reação de fusão, como a que ocorre no Sol, ter início é necessária uma temperatura na ordem de 100 milhões de graus Celsius!

Essa temperatura pode ser atingida por meio de reações de fissão controladas. Porém, o maior problema não está somente em gerar essa quantidade tão elevada de energia de forma controlada, mas sim em conseguir um meio que suporte tais temperaturas. Não é possível a existência de metais no estado sólido ou mesmo líquido nessas temperaturas.

Já existem reatores de fusão em funcionamento destinados apenas à pesquisa. Eles são construídos de modo a produzir um campo magnético extremamente forte, onde fica o plasma, isto é, uma quarta fase de agregação ou estado físico, em que os prótons, os nêutrons e os elétrons estão totalmente livres e prontos para reagir. O campo magnético faz com que o plasma fique afastado das paredes.

A seguir é mostrado um esquema simplificado desse tipo de reator:

Outra dificuldade encontrada é a necessidade de escoamento rápido da energia liberada na fusão controlada do hidrogênio.

O reator de fusão nuclear mais conhecido é o Tokamak, de Princeton, Estados Unidos, que funciona com uma temperatura de 100 milhões de graus Celsius. Esse tipo de reator consegue suportar temperaturas altas, mantendo um plasma longe das paredes, durante pouco tempo, e usando técnicas de confinamento magnético.

No entanto, até o momento ainda não foi descoberto um meio de obtenção de energia útil de um reator desse tipo, pois a energia gasta para ativar o campo magnético onde o plasma fica confinado ainda é maior que a energia obtida na fusão dentro do reator.

Se algum dia isso se tornar possível, as vantagens serão muitas:

• Não haverá produção de rejeitos radioativos, pois é uma energia “limpa” que não causa alterações no meio ambiente;
• Os materiais necessários (os isótopos de hidrogênio e o lítio) são de fácil obtenção, pois esses elementos são abundantes na natureza;
• A quantidade de energia produzida, conforme já dito, é muito maior do que a produzida em um reator de fissão nuclear.