Fusão Nuclear passa por grande descoberta! Reatores podem liberar o dobro de energia

Uma pesquisa descobriu que os reatores de fusão nuclear podem gerar o dobro de energia do que acreditava-se ser possível. Estudos feitos por físicos do Swiss Plasma Center da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EFPL) conseguiu provar que a densidade máxima do combustível de hidrogênio é cerca de duas vezes o "Limite de Greenwald", uma estimativa que surgiu através de experimentos de mais de 30 anos atrás.

Em 1988, o físico Martin Greenwald determinou um limite máximo de densidade para a densidade do combustível de hidrogênio em um reator de fusão nuclear do tipo Tokamak. O motivo para especificar um limite é devido à falta de controle do plasma que os pesquisadores estavam tendo na câmara do tokamak.

Ao aumentar a densidade do combustível além de um certo ponto, o plasma de fusão se expandia além dos limites dos campos magnéticos do reator de fusão nuclear. Então Martin Greenwald derivou um limite experimental baseado em um tokamak de raio menor e a quantidade de corrente elétrica que passa pelo plasma. Desde então, os cientistas têm usado o "Limite de Greenwald" por mais de 30 anos, embora houvesse a desconfiança de que estas especificações tinham chance de aprimoramento.

Pesquisadores do Swiss Plasma Center provam que reatores de fusão podem trabalhar com mais eficiência

De acordo com o estudo feito pelos pesquisadores do Swiss Plasma Center, os reatores de fusão podem trabalhar com densidades de plasma de hidrogênio muito mais altas que o limite definido por Greenwald. Isso influenciará consideravelmente o funcionamento do tokamak ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que está sendo construído no sul da França, além de projetos de sucessores do ITER, chamados de reatores de fusão DEMO ("Demonstration power plant").

Um dos líderes do projeto de pesquisa, que uniu o trabalho teórico com resultados de experimentos de três reatores de fusão nuclear (TCV, JET e ASDEX), Paolo Ricci, disse ao site "livescience" que "o valor exato da densidade de combustível de hidrogênio depende da potência, mas como uma estimativa aproximada, o aumento é da ordem de um fator de dois no ITER". Paolo Ricci foi um dos autores do artigo "First-Principles Density Limit Scaling in Tokamaks Based on Edge Turbulent Transport and Implications for ITER" na revista APS Physics.

Tokamaks, as máquinas de fusão nuclear

Existem no mundo vários experimentos de fusão nuclear que são baseados em máquinas chamadas tokamaks. O ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) é o projeto mais promissor de fusão nuclear já criado. Ainda em desenvolvimento, a construção do ITER tem previsão para ser concluída no ano de 2025.

Para gerar energia, o reator de fusão nuclear tokamak utiliza um campo eletromagnético para fundir plasma quente, utilizando hidrogênio como combustível, e atingir temperaturas de mais de 150 milhões de graus celsius. O plasma nada mais é do que o quarto estado da matéria, além dos conhecidos estados sólido, líquido e gasoso. Quanto mais se esquenta uma substância, mais suas partículas se agitam e as ligações entre os átomos vão enfraquecendo ou se quebrando. Ao esquentar um gás a milhões de graus celsius, as partículas se separam em partes (perdem seus elétrons), dando origem ao plasma.

Na fusão nuclear, há a fusão de dois núcleos atômicos, formando um único. Este processo de junção de núcleos libera muita energia. O grande problema da fusão nuclear é controlá-la para fazer com que haja a produção de eletricidade comercialmente.

Quando os reatores de fusão nuclear irão começar a produzir energia comercialmente?

Atualmente há diversos projetos de energia de fusão nuclear em estágio avançado como, por exemplo, o Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) e o Tokamak HL-2M. Os pesquisadores acreditam que o primeiro tokamak a gerar eletricidade comercialmente pode surgir até 2030. Hoje há mais de 30 países no mundo que financiam o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que tem a previsão de funcionar em 2025.