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Funcionários do Departamento de Energia dos EUA anunciaram uma conquista histórica na fusão nuclear na terça-feira: pela primeira vez, cientistas americanos produziram mais energia a partir da fusão do que a energia do laser que usaram para alimentar o experimento.
O chamado “ganho de energia líquida” é um marco importante em uma tentativa de décadas de obter energia limpa e ilimitada a partir da fusão nuclear – a reação que ocorre quando dois ou mais átomos são fundidos.
O experimento colocou 2,05 megajoules de energia no alvo e resultou em 3,15 megajoules de saída de energia de fusão – gerando mais de 50% a mais de energia do que foi colocado. É a primeira vez que um experimento resultou em um ganho significativo de energia.
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“Esta descoberta científica monumental é um marco para o futuro da energia limpa”, disse o senador democrata Alex Padilla, da Califórnia, em um comunicado.
A descoberta foi feita por uma equipe de cientistas do National Ignition Facility do Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, em 5 de dezembro – uma instalação do tamanho de um estádio esportivo e equipada com 192 lasers.
A secretária de Energia, Jennifer Granholm, na terça-feira chamou o avanço de um “marco”.
“A ignição nos permite replicar, pela primeira vez, certas condições que só são encontradas nas estrelas e no sol”, disse Granholm. “Este marco nos move um passo significativo mais perto da possibilidade de energia de fusão abundante e com zero carbono alimentando nossa sociedade”.
Granholm disse que os cientistas de Livermore e outros laboratórios nacionais fazem um trabalho que ajudará os EUA a avançar rapidamente em direção à energia limpa e manter uma dissuasão nuclear sem testes nucleares.
“É assim que a América lidera, e estamos apenas começando”, disse Granholm. “Se pudermos avançar na energia de fusão, poderemos usá-la para produzir eletricidade limpa, combustíveis para transporte, energia, indústria pesada e muito mais.”
Arati Prabhakar, diretora do Escritório de Política Científica e Tecnológica da Casa Branca, falou sobre como, como uma jovem cientista no início de sua carreira, ela passou três meses na Lawrence Livermore trabalhando em seu projeto de fusão nuclear.
Prabhakar refletiu sobre as gerações de cientistas que chegaram às conquistas de hoje com a fusão nuclear. “Não levou apenas uma geração, mas gerações de pessoas perseguindo esse objetivo”, disse ela. “Faz um século desde que descobrimos que era a fusão que estava acontecendo em nosso sol e em todas as outras estrelas. Naquele século, foram necessários tantos tipos diferentes de avanços que finalmente chegaram ao ponto de podermos replicar essa atividade de fusão em um laboratório”.
Ainda estamos muito longe de ter fusão nuclear alimentar a rede elétrica, não importa uma usina de energia. O projeto dos EUA, embora inovador, produziu apenas energia suficiente para ferver cerca de 2,5 galões de água, disse Tony Roulstone, especialista em fusão do departamento de engenharia da Universidade de Cambridge, à CNN.
Isso pode não parecer muito, mas o experimento ainda é extremamente significativo porque os cientistas demonstraram que podem criar mais energia do que começaram. Embora existam muitos outros passos até que isso possa ser comercialmente viável, esse é um grande obstáculo a ser superado com a fusão nuclear, dizem os especialistas.
A diretora do Laboratório Nacional de Lawrence Livermore, Kim Budil, chamou na terça-feira a descoberta de seu laboratório de “bloco de construção fundamental” para eventualmente realizar a fusão nuclear alimentando a eletricidade. Ela estimou que levará “algumas décadas” a mais de trabalho antes que esteja pronto para uso comercial.
“Acho que está se movendo para o primeiro plano e, provavelmente, com esforço e investimento concentrados, algumas décadas de pesquisa sobre as tecnologias subjacentes podem nos colocar em posição de construir uma usina de energia”, disse Budil a repórteres. “Com investimento real e foco real, esse cronograma pode se aproximar.”
Experimentos de fusão anteriores, incluindo um no Reino Unido, geraram mais energia, mas não tiveram um ganho de energia tão grande. Por exemplo, no início deste ano, cientistas do Reino Unido geraram um recorde de 59 megajoules de energia – cerca de 20 vezes mais do que o projeto baseado nos EUA. Mesmo assim, o projeto do Reino Unido apresentou apenas um ganho de energia inferior a 1 megajoule.
Nem os projetos baseados nos EUA nem no Reino Unido “têm o hardware e as etapas para converter nêutrons de fusão em eletricidade”, disse Anne White, chefe do Departamento de Ciência e Engenharia Nuclear do MIT, à CNN.
Budil disse que os projetos de fusão europeus que funcionam com ímãs e o sistema baseado em laser dos EUA podem trabalhar lado a lado para impulsionar os avanços na fusão. Granholm acrescentou que o governo federal também dá as boas-vindas ao investimento privado em fusão.
Budil enfatizou que há muito mais passos a serem dados nas próximas décadas até que a energia de fusão nuclear possa acender nossas luzes e aquecer nossa água.
“Não quero dar a sensação de que vamos ligar o NIF à rede; não é assim que funciona”, disse ela.
Mas Roulstone apontou que grandes e ambiciosos projetos de energia nuclear devem começar em algum lugar: Em 1942, cientistas em Chicago operou o primeiro reator nuclear de fissão por apenas 5 minutos em sua primeira execução; 15 anos depois, a primeira usina nuclear sediada nos Estados Unidos ficou online na Pensilvânia.
