A fusão nuclear é um processo pelo qual dois núcleos atômicos leves, geralmente isótopos de hidrogênio como deutério e trítio, se fundem para formar um núcleo mais pesado, liberando assim uma enorme quantidade de energia. Este processo é semelhante ao que acontece no coração do Sol, onde as condições extremas de temperatura e pressão permitem que os núcleos de hidrogênio se fundam em hélio.
Uma das principais vantagens da fusão nuclear é que ela utiliza combustíveis abundantes e acessíveis. O deutério pode ser extraído da água do mar, enquanto o trítio pode ser produzido a partir do lítio, que também está amplamente disponível. A fusão não produz gases de efeito estufa, o que a torna uma fonte de energia muito mais limpa. Ela tem o potencial de fornecer uma quantidade quase ilimitada de energia, devido à natureza quase ilimitada de seus combustíveis.
Um único grama de combustível de fusão pode produzir tanta energia quanto várias toneladas de carvão. Comparado à fissão nuclear, a fusão produz muito menos resíduos radioativos, e os que são produzidos têm uma vida útil muito mais curta. Isso significa que os desafios relacionados ao armazenamento e gestão de resíduos nucleares seriam consideravelmente reduzidos.
Para que a fusão de dois átomos ocorra, é necessário superar a repulsão dos elétrons situados na periferia dos átomos e depois a repulsão dos próprios núcleos, já que cargas de mesmo sinal se repelem. No coração do Sol, a gravidade intensa exerce uma pressão colossal que permite superar essas barreiras eletrostáticas. Essa pressão esmaga os átomos juntos, permitindo que os núcleos se fundam e liberem, por esse processo, uma enorme quantidade de energia.
No caso de um reator de fusão, os núcleos devem ser suficientemente aquecidos para superar a repulsão eletrostática entre eles. Isso requer temperaturas da ordem de vários milhões de graus Celsius. Duas técnicas principais estão atualmente sendo exploradas para confinar o plasma (o gás quente onde ocorre a fusão) e manter essas condições extremas: o confinamento magnético e o confinamento inercial.
Fusão do deutério e do trítio - Imagem Wikimedia
O confinamento magnético é utilizado em dispositivos como o tokamak, onde poderosos campos magnéticos são usados para confinar o plasma em forma de toro (um anel). O confinamento inercial envolve o uso de lasers ou feixes de partículas para comprimir uma pequena bola de combustível de fusão a densidades e temperaturas muito elevadas.
Apesar de suas promessas, a fusão nuclear ainda é tecnicamente complexa. É necessário manter as condições extremas necessárias para a fusão de forma estável e controlada, desenvolver materiais capazes de resistir às condições intensas dentro de um reator de fusão e tornar o processo economicamente viável para a produção de energia em grande escala. Mais simplesmente: que o reator libere mais energia do que consome para seu funcionamento.
Projetos como o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) na França estão em andamento para demonstrar a viabilidade da fusão nuclear em uma escala industrialmente explorável. Se esses esforços tiverem sucesso, eles poderão revolucionar a maneira como produzimos e consumimos energia, oferecendo uma solução sustentável e limpa a longo prazo.