Quando a energia de fusão nuclear se tornará realidade?

A energia de fusão nuclear, um sonho que prometia ser a maravilha energética, revelou-se um desafio épico. Desde que a capacidade de colidir átomos minúsculos para criar outros maiores e liberar energia no processo foi descoberta, cientistas em todo o globo enxergaram seu potencial energético.

No entanto, a fusão é difícil. Ao longo de 75 anos de tentativas para construir geradores de fusão, progressos enormes e revolucionários foram alcançados, mas o objetivo final ainda não foi atingido. Qual o motivo de tal dificuldade? O astrofísico Paul Sutter da Universidade Stony Brook e do Instituto Flatiron discutiu esta questão em um artigo publicado no Space.com.

Segundo Sutter, o desafio primário reside em algo aparentemente simples: enquanto é relativamente fácil provocar a fusão — uma tarefa realizada rotineiramente com armas termonucleares — é incrivelmente complicado controlar essa reação, extrair energia útil dela e, ao mesmo tempo, manter a estabilidade.

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Na era moderna, duas abordagens principais buscam realizar a proeza da energia de fusão nuclear. Uma delas baseia-se no confinamento inercial, onde feixes de lasers são direcionados a um pequeno alvo, induzindo uma reação de fusão breve. Em dezembro de 2022, o National Ignition Facility (NIF) do Departamento de Energia dos EUA ganhou manchetes ao alcançar o tão almejado “ponto de equilíbrio”, liberando mais energia do que consumiu.

A segunda abordagem é ancorada no confinamento magnético, onde campos magnéticos poderosos comprimem um plasma até que a fusão ocorra. Experimentos nesse campo avançaram consideravelmente, mas ainda enfrentam obstáculos significativos na manutenção da estabilidade do plasma, crucial para uma reação de fusão constante.

A última iteração, chamada ITER, está em construção por um consórcio internacional de pesquisa, aspirando ser o primeiro dispositivo de confinamento magnético a atingir o ponto de equilíbrio.

No entanto, o NIF não foi concebido para gerar eletricidade, e permanece incerto como transformar seu processo em uma usina de energia. Apesar de sua potência, gerou apenas cinco centavos de eletricidade através da fusão.

Além disso, o termo “ponto de equilíbrio” carrega um significado técnico um tanto desanimador, pois embora o combustível tenha liberado mais energia do que absorveu, menos de 1% da energia total do aparato chegou ao combustível em primeiro lugar. Quanto ao ITER, Sutter explica, a instalação está mergulhada em má gestão e excessos de custos, e nem mesmo é projetada para gerar eletricidade por si só.

Quando teremos a energia por fusão?

• Uma previsão precisa é um desafio, mas Paul Sutter forneceu as probabilidades, que ele descreve como “puramente intuitivas”: 10% de chance nos próximos 20 anos, 50% no próximo século, 30% nos 100 anos seguintes, e 10% de chance de nunca se concretizar.
• De onde surgem esses números? A energia de fusão é o que ele chama de um desafio geracional, um desafio de escala de século.
• A humanidade já superou megaprojetos de irrigação nos primórdios da história humana, construção de templos colossais e cidades, desenvolvimento de energia a vapor, ferrovias, catedrais e muito mais.
• Esses empreendimentos demandam envolvimento ao longo de várias gerações. Às vezes, podemos acelerar o progresso ao investir recursos maciços e contar com a sorte de reunir pessoas certas, liderança, talento e conhecimento no momento certo.
• Vimos isso acontecer em um período relativamente recente com o Projeto Manhattan e iniciativas de pouso na lua.
• Entretanto, no meio do século XX, quando tivemos a oportunidade de investir uma geração inteira em pesquisa nuclear, escolhemos entre bombas e usinas de energia — e optamos pelas bombas.
• Como resultado, a pesquisa em usinas de energia não progrediu tão rapidamente (por falta de investimento de escala de século), estagnando desde a década de 1950.
• Isso significa que a pesquisa em fusão foi relegada à mesma prioridade que a maioria das outras pesquisas, o que implica que levará aproximadamente um século para se concretizar.