O Sol alimenta a vida na Terra há bilhões de anos, nos enviando radiação sob forma de luz e calor produzida pela fusão nuclear. Dado essa incrível potência e longevidade, parece que dificilmente pode haver uma maneira melhor de gerar energia do que aproveitar os mesmos processos nucleares que ocorrem em nossa própria estrela e em todas as outras.
Para liberar parte da energia de ligação dos núcleos atômicos em energia útil, na fusão nuclear átomos leves são unidos. Seu oposto, na fissão nuclear átomos pesados são separados. As usinas nucleares comerciais de geração elétrica usam a fissão nuclear para gerar calor e eletricidade. Embora energia nuclear por meio da fissão seja cada vez mais segura e econômica, a fusão promete vantagens importantes.
A fissão nuclear produz resíduos radioativos que são efetivamente gerenciados de forma segura por longos períodos. Os resíduos produzidos pela fusão nuclear são em menor quantidade e atividade, requerendo gerenciamento mais simples e por períodos menores. A maioria dos experimentos de fusão usa hidrogênio, que pode ser extraído de forma barata da água do mar e do lítio, o que significa que o suprimento de combustível pode durar milhões de anos.
Os reatores de fusão nuclear foram concebidos ao final dos anos 50 e visam replicar as estrelas fundindo átomos de hidrogênio para criar hélio, liberando energia na forma de calor tal como os reatores de fissão vem efetivamente fazendo a pelo menos quase setenta anos. Sustentar a fusão em grande escala por longos períodos tem o potencial de constituir uma fonte de energia segura, limpa e quase inesgotável, essencial para mitigar as mudanças climáticas pela transição energética.
A fusão nuclear pode ser uma fonte de energia sustentável essencial para complementar as principais energias limpas, que são as renováveis e a de fissão nuclear. A busca pelo seu emprego industrial começou décadas atrás, mas será que uma velha piada de que a fusão nuclear está sempre a 30 anos de distância pode começar a parecer ultrapassada?
Cientistas dos EUA alcançaram recentemente um marco importante em suas tentativas de aperfeiçoar o processo de fusão na instalação experimental NIF, baseado no conceito de “confinamento inercial”. Usaram com sucesso um laser de 192 feixes para transformar uma pequena quantidade de hidrogênio em uma quantidade de energia maior do que a energia que acionou os lasers.
Enquanto isso, o maior experimento de fusão do mundo, o reator ITER que é baseado no conceito de “confinamento magnético”, está sendo construído na França por um projeto colaborativo entre 35 nações. Espera-se que sua produção se inicie em 2035.
Apesar de uma série de avanços promissores nos últimos anos, a fusão nuclear em larga escala ainda está certamente a mais de uma década de distância. Os resultados dos EUA constituem um verdadeiro avanço apontando que muito mais trabalho é necessário antes que a fusão nuclear possa ser usada para fornecer energia para residências, comércio, indústria e transporte.
Como disse certa vez Lev Artsimovich, “pai do tokamak”, primeira máquina onde se conseguiu a fusão nuclear por confinamento magnético, “a fusão estará lá quando a sociedade realmente precisar dela”, da mesma forma que a fissão nuclear já está aqui respondendo hoje por 30% da energia elétrica de baixo carbono gerada no mundo, com mais de 400 usinas em operação e 50 em construção.
PERFIL- LEONAM DOS SANTOS GUIMARÃES: Doutor em Engenharia Naval e Oceânica pela USP e mestre em Engenharia Nuclear pela Universidade de Paris XI; Assessor especial da Eletrobrás Eletronuclear, onde ocupou a presidência de 2017 até recentemente; membro do Grupo Permanente de Assessoria em Energia Nuclear do Diretor Geral da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA e do Conselho de Representantes da World Nuclear Association (WNA). Foi presidente da Seção Latino Americana da Sociedade Nuclear Americana, diretor técnico-comercial da Amazônia Azul Tecnologias de Defesa SA (AMAZUL), e coordenador do Programa de Propulsão Nuclear do Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo (CTMSP).
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Ótimo artigo, didático e elucidativo! Parabéns!!
ResponderExcluirParabéns pela escolha do articulista. Leonam, para mim, foi um grande Mestre. É o maior conhecedor da energia nuclear brasileira e grande estudioso do assunto no mundo. Respeitadissimo. Uma autoridade no tema. Parabéns.
ResponderExcluirAgradecemos a sua opinião, muito importante para o nosso trabalho. gratos.
ResponderExcluirAgradecemos a sua opinião, muito importante para o nosso trabalho.
ResponderExcluirCaro amigo, o século XXI será o tempo da fissão de ciclo fechado do combustível nuclear. Como temos escrito faz anos (fanáticos e irracionais, 2008) e (a parede mágica, 2014), quem apostou que as fontes sazonais e não firmes poderiam vir a substituir a energia dos hidrocarbonetos, empurrou o planeta para mais perto da sexta extinção em massa de nossa história geológica. Alemanha quase deu o golpe final, mas antes de ser tarde demais, um lamentável conflito militar revelou ao mundo a farsa germânica. Queimavam carvão, importavam energia da França e dependiam do gás da Russia! Mais de um trilhão de euros investidos em cataventos, exatamente em tempos de mudanças climáticas. A Espanha sabe bem o gosto amargo de fazer uma fazenda eólica no centro dos ventos e descobrir que nos anos seguintes nem mesmo uma brisa bateu por lá. Nosso querido e admirado professor Galvão que me perdoe, mas a “máquina comercial” que vai conseguir extrair energia do plasma só será vista no próximo século. Não que devamos abandonar o sonho e muito menos as pesquisas nessa direção, mas eu, peço licença ao amigo Leonam e ao mestre Galvão, para dizer que é hora dos reatores da GIV integrados aos LWR safety by design e complementados pelos SMRs, cada vez mais “smalls” para que atinjamos cada comunidade isolada do planeta, indústrias, navios e até mesmo, quem sabe, shoppings e condomínios!
ResponderExcluirRio de Janeiro, 03/01/23
Celso Marcelo Franklin Lapa
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Pesquisador Emérito do Instituto de Engenharia Nuclear