Interior solar © 2010 HowStuffWorks.com No centro de nosso sistema solar está um enorme gerador nuclear. A Terra gira em torno desse corpo maciço a uma distância média de 93 milhões de milhas (149,6 milhões de quilômetros). É uma estrela que chamamos de sol. O sol nos fornece a energia necessária para a vida. Mas poderiam os cientistas criar uma versão miniaturizada aqui na Terra?
Não é apenas possível - já foi feito. Se você pensar em uma estrela como uma máquina de fusão nuclear, a humanidade duplicou a natureza das estrelas na Terra. Mas esta revelação tem qualificadores. Os exemplos de fusão aqui na Terra são em pequena escala e duram apenas alguns segundos no máximo.
Para entender como os cientistas podem fazer uma estrela, é necessário aprender do que as estrelas são feitas e como funciona a fusão. O Sol tem cerca de 75% de hidrogênio e 24% de hélio. Elementos mais pesados constituem a porcentagem final da massa do sol. O núcleo do Sol é intensamente quente - as temperaturas são superiores a 15 milhões de graus Kelvin (quase 27 milhões de graus Fahrenheit ou pouco menos de 15 milhões de graus Celsius).
Nessas temperaturas, os átomos de hidrogênio absorvem tanta energia que se fundem. Este não é um assunto trivial. O núcleo de um átomo de hidrogênio é um único próton. Para fundir dois prótons, é necessário energia suficiente para superar a força eletromagnética. Isso ocorre porque os prótons são carregados positivamente. Se você está familiarizado com ímãs, você sabe que cargas semelhantes se repelem. Mas se você tiver energia suficiente para superar essa força, você pode fundir os dois núcleos em um.
O que resta após esta fusão inicial é deutério , um isótopo de hidrogênio. É um átomo com um próton e um nêutron. A fusão de deutério com hidrogênio cria hélio-3. A fusão de dois átomos de hélio-3 cria hélio-4 e dois átomos de hidrogênio. Se você quebrar tudo isso, essencialmente significa que quatro átomos de hidrogênio se fundem para criar um único átomo de hélio-4.
É aqui que a energia entra em jogo. Um átomo de hélio-4 tem menos massa do que quatro átomos de hidrogênio coletivamente. Então, para onde vai essa massa extra? É convertido em energia. E como a famosa equação de Einstein nos diz, a energia é igual à massa de um objeto vezes a velocidade da luz ao quadrado. Isso significa que a massa da menor partícula é equivalente a uma enorme quantidade de energia.
Então, como os cientistas podem criar uma estrela?
O reator de fusão National Spherical Torus Experiment no Laboratório de Física de Plasma da Universidade de Princeton. AP Photo / Laboratório de Física de Plasma da Universidade de Princeton Criar energia suficiente para superar a força eletromagnética não é fácil, mas os Estados Unidos conseguiram fazer isso em 1º de novembro, 1952. Foi quando Ivy Mike, a primeira bomba de hidrogênio do mundo, detonado na Ilha Elugelab. A bomba teve dois estágios. O primeiro estágio foi uma bomba de fissão. Fissão é o processo de divisão de um núcleo. É o tipo de bomba que os Estados Unidos usaram em Nagasaki e Hiroshima para encerrar a Segunda Guerra Mundial.
O elemento bomba de fissão de Ivy Mike foi necessário para criar a enorme quantidade de energia necessária para superar a força eletromagnética do hidrogênio para fundi-lo em hélio. O calor da explosão inicial foi transferido através do invólucro de chumbo da bomba para um frasco contendo deutério líquido. Uma haste de plutônio dentro do frasco agiu como a ignição para a reação de fusão.
A explosão resultante foi de 10,4 megatons de tamanho. Ele obliterou completamente a ilha, deixando para trás uma cratera de 164 pés de profundidade (quase 50 metros) e 1,2 milhas (1,9 quilômetros) de diâmetro [fonte:Brookings Institution]. Por um breve momento, o homem aproveitou o poder das estrelas para criar uma arma de imenso poder. A era termonuclear havia começado.
Laboratórios de todo o mundo estão agora tentando encontrar uma maneira de aproveitar a fusão como fonte de energia. Se eles puderem encontrar uma maneira de criar reações sustentáveis e controláveis, os cientistas poderiam usar a fusão para fornecer grandes quantidades de energia por milhões de anos. Não há falta de combustível - o hidrogênio é abundante e os oceanos contêm grandes quantidades de deutério.
Mas chegar ao ponto em que possamos aproveitar a fusão para gerar energia vai exigir anos de pesquisa e bilhões de dólares em recursos. A quantidade de energia necessária para iniciar a fusão, juntamente com o intenso calor criado pelo evento, tornam difícil construir uma instalação capaz de conter uma reação. Alguns cientistas estão olhando para lasers massivos como uma forma de iniciar um evento de fusão. Outros estão explorando opções com plasma - o quarto estado da matéria. Mas ninguém desvendou o segredo ainda.
Então, podemos criar uma estrela na Terra - pelo menos por um curto período. Mas resta saber se podemos sustentar tal criação e aproveitar sua energia surpreendente.
Aprenda mais sobre estrelas e energia seguindo os links da próxima página.
Isso é Cold Fusion, BebêEmbora o uso de calor para superar a força eletromagnética seja uma maneira de alcançar a fusão, alguns cientistas estão pesquisando a possibilidade de usar reações químicas e nucleares que não requeiram um calor tão intenso. É chamado fusão a frio . Mas a fusão a frio tem um problema de relações públicas - um experimento inicial (aparentemente bem-sucedido) mais tarde tornou-se objeto de ridículo e acusações de fraude e incompetência. A fusão a frio ainda pode ser uma possibilidade, mas os cientistas terão que trabalhar muito para convencer os céticos.
