La energia nuclear tem grande relevância no sistema energético mundial. É capaz de gerar uma grande quantidade de energia ao custo de deixar alguns lixo nuclear ser tratado. Fusão nuclear É um dos maiores desafios que a humanidade ainda precisa desenvolver. Esta é uma imensa oportunidade que pode acabar com os problemas de déficit de energia e abastecimento. Em todo o mundo, existem vários cientistas que estão conduzindo grandes pesquisas sobre o assunto.
Neste artigo, vamos contar a vocês o que é a fusão nuclear e quais são as vantagens e oportunidades que ela traria para a humanidade se conseguisse se tornar comercial. Quer saber mais sobre isso? Você apenas tem que continuar lendo.
Que é fusão nuclear
Em um artigo anterior, vimos que ficão nuclear Tratava-se da quebra de átomos pesados como plutônio e urânio para obter energia. Nesse caso, a fusão nuclear sinaliza um processo totalmente oposto. É uma reação capaz de unir dois núcleos mais leves para formar um mais pesado.
Juntar dois átomos mais leves para fazer um mais pesado libera energia, já que o núcleo pesado é menor que a soma do peso dos dois núcleos separadamente. Aproveitando isso, a energia pode ser liberada no processo para qualquer coisa. Levando em consideração que a energia desse processo é muito concentrada, em apenas um grama de matéria há milhões de átomos presentes, portanto, com pouco combustível pode gerar grandes quantidades de energia se compararmos com os combustíveis atuais.
Dependendo dos núcleos que participam desse processo de fusão nuclear, mais ou menos quantidade de energia será gerada. A reação mais fácil de conseguir é a união entre o deutério e o trítio para obter o hélio. Nesta reação, 17,6 MeV seriam liberados. É uma fonte de energia praticamente inesgotável, já que podemos encontrar deutério na água do mar e o trítio pode ser obtido graças ao nêutron que se desprende na reação.
Como é feita a fusão nuclear?
Embora essa produção global de energia resolva os problemas de energia e poluição, fazer isso não é fácil. Você tem certeza de que funciona e sabe como fazer. Porém, as condições necessárias para poder controlar com absoluta precisão todas as demandas que o processo possui ainda não são totalmente conhecidas. Você tem que pensar que essa fusão nuclear é um processo que ocorre em nossa maior estrela, o Sol. Portanto, você tem que obter temperaturas muito altas para realizá-lo.
Partículas em forma de nuvens podem ser utilizadas dentro de reatores de fusão nuclear, que são submetidos a duzentos milhões de graus de calor. Imagine apenas um segundo nessas temperaturas; significaria a desintegração total de quase qualquer objeto. Essas temperaturas são necessárias se quisermos que o processo ocorra. Lidar com essas altas temperaturas já é um desafio para os cientistas, pois não há material que resista a elas sem se destruir.
Para aliviar essa situação de temperaturas loucas, usa-se plasma. Seu efeito de confinamento magnético é dez vezes mais quente do que o núcleo do Sol. A temperatura monstruosa a que esses átomos devem ser submetidos é porque é a única maneira de transmiti-la. energia cinética necessário para que eles superem sua repulsão natural e se fundam.
Os dois núcleos Eles têm a mesma carga elétrica e positiva, portanto, eles se repelem. Com essas temperaturas altas, seremos capazes de gerar uma energia cinética tão forte que pode transferir a capacidade de ligação. Trabalhar com essas temperaturas e controlar todos os fatores e condições que nela intervêm é algo totalmente complicado.
Estratégias de contenção científica
Pelas razões acima, grupos científicos que investigam a fusão nuclear desenvolveram dois estágios e estratégias diferentes: confinamento magnético e confinamento inercial.
O confinamento magnético é aquele que visa fazer com que o plasma dentro de um campo magnético impeça que os núcleos dos átomos que estão a XNUMX milhões de graus Celsius toquem as paredes do reator. Desta forma, eEstaremos protegendo o que for usado para que a fusão ocorra.
Um aspecto importante a se levar em consideração é que, embora todas as partículas estejam sujeitas a essas temperaturas, nem todas podem passar pelo processo de colagem. Esse é um parâmetro apontado por cientistas como limitante da lucratividade da fusão nuclear do ponto de vista energético. De forma que, para ser economicamente viável, o número de fusões deve ser tão alto que a energia gerada seja superior à investida em sua produção.
O Sol, embora tenha uma temperatura 10 vezes inferior à necessária para produzir a fusão nuclear, dada sua enorme massa, permite que ele aumente a pressão a que estão submetidos os núcleos e ocorre a fusão. por confinamento por gravidade. Essa pressão não pode ser recriada em nosso planeta, então essas temperaturas devem ser alcançadas.
Por outro lado, o confinamento inercial não usa um campo magnético para evitar que o plasma toque as paredes do reator, mas propõe o uso de um combustível para fazer uma pequena porção de deutério e trítio implodir. Assim, todo o material se condensa de forma violenta e resulta na união dos núcleos de deutério e trítio.
Quando será comercialmente viável?
Para que esse processo de obtenção de energia seja totalmente viável comercialmente, ainda são necessárias no mínimo três décadas de pesquisas e testes. Manter a taxa atual de pesquisa e investimento no assunto, é possível que a técnica com a qual finalmente se comercializa seja com confinamento magnético.
Se quisermos ter produção de energia a partir da fusão nuclear até meados deste século, precisamos que os cientistas tenham o material e os recursos necessários para realizar todas as pesquisas pertinentes. Se assim não for, só teremos laboratórios cheios de cientistas entretidos e sem progresso.