janeiro 31, 2023

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A fonte diz que os cientistas americanos estão alcançando um avanço há muito esperado na fusão nuclear

A fonte diz que os cientistas americanos estão alcançando um avanço há muito esperado na fusão nuclear



CNN

Pela primeira vez, cientistas americanos do National Ignition Facility no Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, conseguiram produzir uma reação de fusão nuclear que gerou um aumento líquido de energia, confirmou uma fonte familiarizada com o projeto à CNN.

Espera-se que o Departamento de Energia dos EUA anuncie oficialmente o hack na terça-feira.

O resultado do experimento será um grande passo na busca de décadas para desbloquear uma fonte inesgotável de energia limpa que pode ajudar a acabar com a dependência de combustíveis fósseis. Pesquisadores tentam há décadas recriar a fusão nuclear – a réplica da fusão que alimenta o sol.

O Departamento de Energia dos EUA, Jennifer Granholm, anunciou na terça-feira um “grande avanço científico”, anunciou o Departamento de Energia no domingo. O hack foi relatado pela primeira vez por Financial Times.

Fusão nuclear Ocorre quando dois ou mais átomos se fundem em um maior, um processo que gera uma enorme quantidade de energia na forma de calor. Ao contrário da fissão nuclear, que fornece eletricidade em todo o mundo, ela não gera resíduos radioativos de longa duração.

Cientistas de todo o mundo têm progredido lentamente em direção a esse avanço, usando métodos diferentes para tentar atingir o mesmo objetivo.

O projeto National Ignition Facility produz energia a partir da fusão nuclear pelo que é conhecido como “fusão inercial termonuclear”. Na prática, os cientistas americanos disparam projéteis contendo combustível de hidrogênio em uma série de quase 200 lasers, essencialmente provocando uma série de explosões extremamente rápidas repetidas a uma taxa de 50 vezes por segundo.

A energia coletada dos nêutrons e das partículas alfa é extraída como calor, e esse calor é a chave para a produção de energia.

“Eles contêm a reação de fusão bombardeando a superfície externa com lasers”, disse Tony Rolston, especialista em fusão do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge, à CNN. “Eles aquecem o lado de fora. Isso cria um choque.”

Embora seja um grande negócio obter um ganho líquido de energia da fusão nuclear, isso acontece em uma escala muito menor do que a necessária para operar redes elétricas e aquecer edifícios.

“É mais ou menos o necessário para ferver 10 chaleiras de água”, disse Jeremy Chittenden, co-diretor do Centro de Estudos de Fusão Inercial do Imperial College London. “Para transformar isso em uma usina de energia, precisamos obter maiores ganhos de energia – precisamos que eles sejam muito maiores.”

No Reino Unido, os cientistas estão trabalhando com uma máquina gigante em forma de rosquinha equipada com ímãs gigantes chamada tokamak para tentar obter o mesmo resultado.

Depois que uma pequena quantidade de combustível é injetada no tokamak, ímãs gigantes são ativados para criar plasma. A temperatura do plasma deve atingir pelo menos 150 milhões de graus Celsius, 10 vezes mais quente que o núcleo do sol. Isso força as moléculas do combustível a se fundirem em uma só. Com a fusão nuclear, o produto fundido tem menos massa que os átomos originais. A massa perdida se transforma em uma enorme quantidade de energia.

Os nêutrons, que conseguem escapar do plasma, atingem um “cobertor” que reveste as paredes do tokamak e sua energia cinética é transferida na forma de calor. Esse calor pode então ser usado para aquecer água, gerar vapor e turbinas de energia para gerar energia.

No ano passado, cientistas trabalhando perto de Oxford conseguiram gerar uma quantidade recorde de energia sustentável. No entanto, durou apenas 5 segundos.

Seja usando ímãs ou disparando pellets com lasers, o resultado é basicamente o mesmo: o calor mantido pelo processo de fusão dos átomos é a chave para ajudar a produzir a energia.

O grande desafio de aproveitar a energia de fusão é mantê-la funcionando por tempo suficiente para poder alimentar redes elétricas e sistemas de aquecimento em todo o mundo.

Chittenden e Roulstone disseram à CNN que cientistas de todo o mundo devem agora trabalhar para expandir muito o escopo dos projetos de fusão, bem como reduzir o custo. Torná-lo comercialmente viável levaria anos de pesquisa.

“No momento, gastamos muito tempo e dinheiro em todos os experimentos que fazemos”, disse Chittenden. “Precisamos reduzir o custo por um fator enorme.”

No entanto, Chittenden chamou este novo capítulo na fusão nuclear de “momento de avanço muito real e emocionante”.

Roulstone disse que há muito mais trabalho a fazer para tornar a fusão capaz de gerar eletricidade em escala comercial.

“O contra-argumento é que esse resultado está a quilômetros de distância do ganho real de energia necessário para produzir eletricidade”, disse ele. “Portanto, podemos dizer que é um sucesso para a ciência, mas longe de fornecer energia útil”.

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