Fusão nuclear: promessa de energia limpa com menos resíduos radioativos
Destaques
- •Pesquisadores buscam desenvolver usinas de fusão nuclear, que geram energia a partir da união de núcleos leves.
- •O processo de fusão promete ser mais eficiente e gerar significativamente menos resíduos radioativos que a fissão.
- •Projetos como o ITER visam produzir mais energia do que consomem, mas a tecnologia ainda enfrenta desafios de escala e custo.
Pesquisadores em todo o mundo trabalham no desenvolvimento de usinas nucleares baseadas na fusão nuclear, um processo que promete gerar energia de forma mais limpa e eficiente do que as atuais usinas de fissão. A fusão nuclear, semelhante à reação que ocorre no Sol, envolve a união de núcleos atômicos leves para liberar uma quantidade de energia significativamente maior.
Atualmente, as usinas comerciais utilizam a fissão nuclear, que consiste na quebra de núcleos pesados, como o urânio, liberando energia e fragmentos radioativos. O professor Gustavo Canal, do Instituto de Física (IF) da USP, explica que esses fragmentos menores da fissão também são radioativos e exigem um complexo sistema de aprisionamento para evitar danos ambientais futuros. Em contraste, a fusão nuclear, ao unir núcleos leves como deutério e trítio, produz principalmente hélio, um gás inerte, e nêutrons. A energia liberada na fusão é cerca de dez vezes maior que na fissão.
Desafios da fusão nuclear
Apesar do potencial, a fusão nuclear ainda enfrenta grandes desafios para se tornar comercialmente viável. Para que a reação ocorra, é necessário aquecer um gás a temperaturas extremas, cerca de 150 milhões de graus Celsius, estado em que a matéria se encontra como plasma. Manter esse plasma quente consome uma quantidade considerável de energia elétrica.
O professor Canal cita o tokamak JET, na Inglaterra, que alcançou 70% de produção de energia em relação ao que foi consumido para manter o plasma aquecido. Um projeto ambicioso em andamento na França, o ITER, um consórcio internacional, tem como objetivo produzir dez vezes mais energia do que a consumida. O ITER prevê a injeção de 50MW de potência para aquecer o plasma, com a expectativa de um retorno energético substancial.
Segurança e aplicações futuras
Thiago Mastrangelo, professor do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA) da USP, considera a fusão nuclear teoricamente mais segura que a fissão. Em usinas de fissão, falhas no resfriamento podem levar ao derretimento do combustível nuclear e a acidentes catastróficos, como os de Chernobyl e Fukushima, com liberação de diversos radioisótopos. Embora reatores de fusão envolvam altas temperaturas e campos magnéticos, o risco de acidentes catastróficos é menor.
O principal subproduto da fusão é o hélio. No entanto, a grande quantidade de nêutrons circulantes pode ativar outros materiais, gerando alguns elementos radioativos, mas em escala significativamente menor do que em reatores de fissão convencionais. A segurança reside na natureza do processo, onde a interrupção do aquecimento do plasma cessa imediatamente a reação, diferentemente da fissão, que pode continuar mesmo após a perda de controle.
Além da geração de energia elétrica, a tecnologia da fusão nuclear pode ter aplicações em outras áreas. O calor gerado pode ser utilizado para produzir hidrogênio ou para dessalinização de água. Os nêutrons produzidos nos reatores de fusão também podem ser empregados na geração de radioisótopos para uso na medicina ou na fabricação de ímãs supercondutores para equipamentos como aparelhos de ressonância magnética.
