A principal crítica à fusão nuclear é que seu vasto potencial como fonte comercial de energia sempre esteve fora de alcance.

Mas um grupo dos principais cientistas e pesquisadores de fusão do país acaba de publicar um relatório para o Departamento de Energia que pede que os EUA construam uma usina piloto de fusão até 2040. O relatório de 80 páginas, escrito pelo Comitê Consultivo de Ciências de Energia de Fusão, levou dois anos para ser feito.

"O que realmente emergiu disso é um senso real de que o portfólio de ciência de energia de fusão deveria realmente girar em direção a uma missão de energia e a realização dessa missão é o desenvolvimento e operação de uma planta piloto de fusão na década de 2040, "disse Wayne Solomon, que atuou como co-presidente do comitê. "Isso (data prevista) é um tipo de coisa linha-na-areia."

O relatório traça um caminho estratégico para os EUA à medida que busca desenvolver a fusão nuclear como uma fonte virtualmente ilimitada de energia livre de carbono.

A fusão nuclear difere da fissão, que é o processo usado em usinas nucleares comerciais, como a agora fechada Estação de Geração Nuclear de San Onofre. A fissão divide os núcleos dos átomos para criar energia, enquanto a fusão faz com que os núcleos do hidrogênio colidam e se fundam em átomos de hélio que liberam enormes quantidades de energia - essencialmente liberando a mesma quantidade de energia que alimenta as estrelas.

A tecnologia de fusão foi crítica no desenvolvimento da bomba de hidrogênio na década de 1950, mas uma solução pacífica, a aplicação comercial da fusão como fonte de energia atrai cientistas há décadas.

Embora os operadores de usinas de fissão tenham que lidar com o combustível irradiado radioativo, ou desperdício, que é deixado para trás, a meia-vida da maioria dos radioisótopos contidos na fusão é inferior a dez anos e os componentes ativados em um reator de fusão são baixos o suficiente para serem reciclados ou reutilizados em 100 anos.

Quando ocorre qualquer perturbação durante o processo de fusão, o plasma esfria em segundos e a reação para, evitando assim o risco de colapso ou acidente como o de Fukushima.

"Ele realmente tem um grande potencial para atender às necessidades de energia da humanidade, agora e no futuro, em um nível que provavelmente nada mais pode realmente fazer, "disse Salomão, que também é o diretor de Ciência e Tecnologia para Energia de Fusão Magnética da General Atomics, a empresa de San Diego há muito associada à pesquisa de fusão.

Mas não existem reatores de fusão comerciais. Na verdade, a energia de fusão foi gerada apenas por períodos muito curtos no laboratório, levando a uma observação irônica feita ao longo dos anos pelos céticos de que a fusão como fonte de eletricidade está sempre a 30 anos de distância.

Em 2018, o Departamento de Energia convocou o Comitê Consultivo de Ciências de Energia de Fusão para propor uma estratégia de longo alcance para a fusão como fonte de energia. O comitê alcançou ampla faixa da comunidade de fusão e o relatório que saiu em meados de dezembro recebeu amplo apoio.

Além da chamada para uma planta piloto na década de 2040, o comitê recomenda instalações experimentais para entender melhor a ciência e a tecnologia do plasma.

O que é plasma? Nas temperaturas extremas necessárias para a fusão nuclear, os elétrons são separados dos núcleos e um gás se torna um plasma - um estado ionizado da matéria. A energia de fusão e os plasmas estão inextricavelmente ligados, com um reator de fusão exigindo um "plasma em chamas" que é confinado e controlado em seu núcleo.

Avanços na ciência do plasma foram feitos no DIII-D National Fusion Facility, que a General Atomics opera como contratada para o Departamento de Energia. Em DIII-D, uma câmara de vácuo de metal em forma de donut chamada tokamak é cercada por ímãs incrivelmente poderosos. O combustível consistindo de isótopos de hidrogênio pode ser convertido em plasma pelo aquecimento do combustível a mais de 150 milhões de graus Fahrenheit.

Espera-se muito mais progresso na fusão no ITER, um projeto internacional de bilhões de dólares em construção na França. Os EUA são um dos parceiros globais no experimento - na verdade, A General Atomics está fornecendo uma das peças-chave do projeto - que deve iniciar as operações em dezembro de 2025.

Mas o ITER não irá capturar a energia que irá produzir na forma de eletricidade. Em vez, espera preparar o caminho para o desenvolvimento de futuras usinas de fusão.

O relatório do Comitê Consultivo de Ciências de Energia de Fusão apela para a construção do que será aprendido no ITER.

"Agora é a hora de avançar agressivamente em direção à implantação da energia de fusão, "disse o relatório, que foi aprovado por unanimidade pelos 22 membros do comitê, que incluiu dois membros de San Diego - Solomon e Christopher Holland da UC San Diego.

O relatório do comitê alertou que os EUA correm o risco de ficar para trás de outros países na pesquisa de fusão, desenvolvimento e operações. Mas não deu uma estimativa para o custo de uma usina piloto de fusão nem fez sugestões para locais em potencial.

Nesta fase inicial, Solomon disse que o comitê não quer arriscar um palpite.

"Há uma gama muito ampla de opiniões sobre quanto uma instalação específica pode precisar custar ou o que sua missão específica deve realmente envolver, "Salomão disse, "então decidimos não seguir esse caminho."

O relatório agora vai para o escritório de Ciências da Energia de Fusão do Departamento de Energia, que irá pesar as recomendações e considerar o que deve ser implementado e quais solicitações de financiamento devem ser feitas ao Congresso.

Solomon disse que o relatório recebeu "feedback positivo" dos funcionários do Capitólio. Haverá uma mudança no topo do Departamento de Energia, com o presidente eleito Joe Biden nomeando a ex-governadora de Michigan, Jennifer Granholm, como secretária.

"A fusão geralmente tem um forte apoio bipartidário, "Disse Salomão." E dado que a nova administração indicou interesse em abordar as mudanças climáticas e coisas do gênero, Espero e espero que isso receba apoio contínuo. "

2021 The San Diego Union-Tribune.
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