A fusão nuclear é um estado terrível e incontrolável ou uma fonte de energia promissora?Cientistas
Cientistas nos EUA e na Europa fizeram progressos no sentidocriação de energia de fusão nuclear auto-renovável. A fusão nuclear é o que acontece no Sol e em outras estrelas. Durante este processo, dois núcleos atômicos se combinam para formar um grande núcleo.
A energia de fusão pode fornecer uma fonte de energia quase inesgotável para as gerações futuras, mas ainda há muito trabalho pela frente.
O que os autores do novo estudo fizeram?
Os pesquisadores disseram que em fevereiro de 2022eles receberam 59 megajoules de energia de fusão sustentável - eles reproduziram o mesmo processo que alimenta as estrelas, em particular o Sol. O recorde anterior era de pouco menos de 22 megajoules. Foi instalado em 1997.
Ian Chapman, chefe da Autoridade de Energia AtômicaO Reino Unido classificou-o como um evento marcante que aproxima os pesquisadores da solução de uma das maiores questões da ciência: como criar energia infinita por meio da fusão nuclear.
“Acumulamos conhecimento e desenvolvemos novostecnologias necessárias para criar uma fonte de energia básica sustentável e de baixo carbono que nos ajudará a usar menos recursos da Terra", disse Chapman. "Nosso mundo precisa de energia de fusão."
Como foi o experimento?
No final de janeiro de 2022, pesquisadores norte-americanosusou o maior laser do mundo e combustível de fusão forçada para aquecer até um estado de plasma em chamas. Foi uma tentativa de criar energia de fusão nuclear auto-sustentável.
Plasma são os gases aquecidos onde ocorrem as reações de fusão. Eles contêm partículas carregadas que mantêm campos magnéticos poderosos no lugar.
Os cientistas alertaram que nessa direçãoanos de trabalho são necessários e o nível de energia alcançado até agora é baixo. Para comparação, 59 megajoules são suficientes para ferver cerca de 60 chaleiras de água.
Como funciona a fusão nuclear?
As usinas nucleares hoje usam energia nucleara fissão é, de fato, a divisão do núcleo de um átomo, e a fusão nuclear é o processo de combinação de dois núcleos atômicos. Ambas as reações liberam muita energia, mas a fusão nuclear produz mais energia e gera pouco lixo nuclear.
A fusão ocorre quando dois átomos levesfundir ou fundir para formar um mais pesado. A massa total do novo átomo é menor que a dos dois que o formaram. A massa que falta é liberada como energia, como confirmado pela famosa equação de Albert Einstein: E = mc².
Existem várias maneiras de jogarfusão nuclear: todos eles são baseados em diferentes combinações atômicas. O mais popular é a fusão de um átomo de deutério com um átomo de trítio. Este processo requer uma temperatura de aproximadamente 39 milhões °C. Como resultado, 17,6 milhões de elétron-volts de energia são produzidos.
O deutério é um componente promissor, pois é um isótopo de hidrogênio. O hidrogênio é um componente da água, e 3,8 litros de água podem produzir tanta energia quanto 1.136 litros de gasolina.
Qual é o problema da fusão nuclear?
A energia de fusão nuclear pode se tornar quaseuma fonte inesgotável de energia para as gerações futuras, mas também cria muitos desafios científicos e de engenharia. O Sol tem as condições necessárias para a fusão nuclear, elas são formadas devido a poderosas forças gravitacionais. Mas é muito mais difícil repetir isso na Terra.
Combustível de fusão - por exemplo, váriosisótopos de hidrogênio - devem ser aquecidos a temperaturas extremas: aproximadamente 50 milhões ° C. E tal estado deve ser mantido sob forte pressão por tempo suficiente para que os núcleos se fundam.
No último experimento de fusão nuclearcientistas receberam 59 megajoules de energia em 5 segundos. Expressando isso em termos de potência, chega a pouco mais de 11 MW em cinco segundos, em média. O recorde anterior de 22 megajoules é de 4,4 MW em 5 segundos.
Tony Donne, gerente do programa do grupo EUROfusion responsável pelo estudo, disse que os cientistas estavam no caminho certo.
“Se podemos sustentar a fusão nuclear por cinco segundos, podemos fazê-lo por cinco minutos e depois cinco horas. Tudo à medida que expandimos nossas capacidades”, disse Donn.
O professor Donne disse que a fusão nuclear poderiatornar-se uma fonte chave de energia limpa e sustentável no futuro. Possui vantagens importantes, como a ausência de resíduos radioativos, e os materiais do reator podem ser reciclados ou reutilizados dentro de 100 a 300 anos.
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