Existem vários motivos pelos quais é difícil ocorrer uma reação de fusão:

1. Superando a barreira de Coulomb :Os núcleos dos átomos têm carga positiva e cargas semelhantes se repelem. Essa repulsão cria uma barreira de alta energia que deve ser superada para que os núcleos cheguem perto o suficiente para se fundirem. Esta barreira de energia é conhecida como barreira de Coulomb.

2. Alta temperatura e pressão :As reações de fusão requerem temperaturas e pressões extremamente altas para ocorrer. A temperatura e a pressão necessárias são comparáveis ​​às encontradas no núcleo das estrelas, onde a fusão nuclear alimenta as estrelas. É um desafio criar e manter condições tão extremas na Terra.

3. Confinamento de Plasma :As reações de fusão ocorrem em um estado da matéria chamado plasma, onde os elétrons são separados de seus núcleos. Confinar este plasma de alta temperatura por tempo suficiente para que a fusão ocorra é um desafio significativo. O plasma tende a escapar e a perder energia, a menos que sejam empregados métodos de contenção especializados.

4. Moderação e absorção de nêutrons :Algumas reações de fusão, como a fusão deutério-trítio (DT), liberam nêutrons de alta energia. Esses nêutrons precisam ser moderados (desacelerados) e absorvidos para evitar danos aos materiais do reator e para aumentar a eficiência da fusão. Este processo requer componentes adicionais no projeto do reator.

5. Densidade de combustível e taxa de reação :Alcançar uma alta densidade de combustível (núcleos) e uma taxa de reação suficientemente rápida são cruciais para uma reação de fusão sustentada. Este equilíbrio é difícil de manter, e vários fatores, como instabilidades plasmáticas e impurezas, podem afetar a taxa e a estabilidade da reação.

6. Compatibilidade de materiais :Os materiais utilizados em um reator de fusão devem suportar altas temperaturas, irradiação de nêutrons e campos magnéticos intensos. O desenvolvimento de materiais adequados que possam suportar essas condições adversas é uma área de pesquisa complexa e contínua.

Apesar destes desafios, são feitos continuamente avanços na investigação e tecnologia de fusão e foram alcançados progressos significativos ao longo dos anos. Cientistas e engenheiros continuam a trabalhar em várias abordagens, tais como a fusão por confinamento magnético e a fusão por confinamento inercial, para superar estas dificuldades e tornar a fusão uma fonte viável de energia.