Embora o caminho para uma indústria de produção de energia através da fusão nuclear ainda seja longo, os avanços recentes conseguidos na National Ignition Facility (NIF) têm mostrado resultados encorajadores. O progresso contínuo conseguido neste laboratório é um testemunho de décadas de persistência – e um sinal de que a era da produção de energia através da fusão nuclear controlada já não é um sonho assim tão distante.
De acordo com o TechCrunch, a NIF, sediada no Lawrence Livermore National Laboratory do Departamento de Energia dos EUA, tem aumentado constantemente a quantidade de energia produzida durante as experiências com fusão nuclear. A instalação, que se tornou conhecida em 2022 por ter alcançado a primeira reacção de fusão com ganhos líquidos positivos do mundo, tem desde então ultrapassado os limites do que é possível na fusão nuclear controlada.
Uma fonte disse à publicação que os testes recentes na NIF geraram um rendimento de energia de 5,2 megajoules e, mais recentemente, uns impressionantes 8.6 megajoules. Estes números representam um salto significativo em relação ao marco experimental da instalação em Dezembro de 2022, quando foram produzidos 3,15 megajoules de energia a partir de um único disparo de fusão.
Esse avanço inicial foi a primeira vez que uma reacção de fusão controlada libertou mais energia do que a fornecida à pastilha de combustível, um marco que os cientistas que trabalham neste campo perseguiam há décadas.
Apesar destes avanços, a energia produzida em cada experiência permanece muito aquém da quantidade necessária para alimentar o sistema laser da NIF, quanto mais para fornecer electricidade à rede. O primeiro disparo com ganho líquido positivo na instalação, por exemplo, exigiu cerca de 300 megajoules para alimentar os lasers, o que supera em muito a produção de energia da própria reacção de fusão.
No entanto, nesta fase, as experiências nunca foram pensadas para gerar energia para distribuição comercial. Em vez disso, servem como prova de que a fusão nuclear controlada é alcançável num ambiente laboratorial – um conceito que, até recentemente, permaneceu largamente teórico.
Como funciona a Fusão por Confinamento Inercial
A NIF emprega uma técnica conhecida como Fusão por Confinamento Inercial. Neste processo, uma minúscula pastilha de combustível de fusão, composta por deutério e trítio e revestida de diamante, é colocada dentro de um pequeno cilindro de ouro chamado ‘hohlraum’.
A pastilha, que tem mais ou menos uma esfera de um rolamento pequeno, é posicionada no centro de uma câmara de vácuo esférica de 10 metros de largura. Quando a experiência começa, 192 lasers de alta potência convergem no hohlraum, vaporizando-o o que gera um pulso de raios X. Os raios X bombardeiam a pastilha de combustível, fazendo com que a sua concha de diamante se transforme em plasma em rápida expansão. A pressão resultante comprime o combustível internamente a tal ponto que os núcleos atómicos se fundem, libertando um jacto de energia.
A jornada tem sido longa e marcada tanto por antecipação como por contratempos. Nas primeiras horas de 5 de Dezembro de 2022, cientistas e técnicos reuniram-se na sala de controlo da NIF, esperando que durante a experiência se atingisse finalmente o “ponto de equilíbrio” – o ponto em que a reacção de fusão produz tanta energia quanto a que os lasers fornecem.
Após uma série de atrasos para concluir a manutenção e instalar novas ópticas, os lasers dispararam à 1:03 da manhã, concentrando 2,05 megajoules de energia ultravioleta no hohlraum. Em poucos instantes, alarmes de radiação soaram e monitores de diagnóstico registaram um rendimento sem precedentes: 3,15 megajoules de energia de fusão, produzidos por uma reacção termonuclear auto-sustentável.
A conquista foi rapidamente validada por equipas de especialistas em diagnóstico e revista por consultores externos. A 13 de Dezembro de 2022, o Departamento de Energia anunciou os resultados ao mundo, marcando um ponto de viragem para a fusão por confinamento inercial.
A experiência mais do que duplicou o recorde anterior de geração de energia na NIF e demonstrou a viabilidade do uso da fusão para apoiar o Stockpile Stewardship Program da National Nuclear Security Administration, que mantém a dissuasão nuclear dos EUA sem necessidade de testes subterrâneos.
Nos meses que se seguiram, a NIF continuou a evoluir. A 30 de Julho de 2023, a instalação conseguiu atingir uma nova produção de energia recorde de 3,88 megajoules. Nas experiências subsequentes em Outubro de 2023 a NIF conseguiu alcançar a ignição de fusão pela terceira vez, com rendimentos de 2,4 e 3,4 megajoules, respectivamente.
Estes resultados consistentes em níveis de multimegajoules reforçam o argumento a favor da energia de fusão inercial como uma fonte potencial de energia limpa, segura e praticamente ilimitada.
