A fusão nuclear

Metas da Ciência - Por Vai Ali

03/03/2017

Nossos ancestrais, o homem primitivo, que apareceu na Terra a cerca de 2 milhões de anos atrás (estima-se), morria de medo de raios. Porém os raios davam origem às queimadas, ou seja, o fogo. O Homem primitivo observava que  madeiras em brasa, resultado de árvores, galhos, plantas e brasas deixadas por matérias queimadas, eram fonte de calor.

O Homem primitivo acaba descobrindo que madeiras  secas (paus) atritados uns contra os outros produziam faíscas. E estas se assemelhavam aos raios em diminuta escala. Estas faíscas se transformavam em chamas – neste momento descobria-se o fogo ou como produzi-lo. A descoberta do fogo representou um enorme avanço para o homem.

Mas, porque foi tão grande este avanço?

O homem podia se aquecer, afastar animais selvagens do lugar onde vivia e cozinhar!

Cozinhar, ou ceder calor aos alimentos, representa uma revolução porque as carnes que apodreciam in natura, duravam mais depois de aquecidas. Vegetais, duros e de mau gosto, ficavam macios e ganhavam gosto melhor. O corpo humano absorve melhor alimentos cozidos, em seus nutrientes. O Homem aumentou então sua reserva de energia, seu cérebro cresce e se desenvolve em gerações, ou seja, melhora a capacidade cognitiva. Melhor o raciocínio. Melhor memória. O Homem faz a História.

A Fórmula de Einstein

E = m.c2

O que diz esta “fórmula”?

Na realidade esta expressão matemática, de fato expressa um conteúdo teórico difícil de intuir. Mas, Einstein intuiu.

Seguinte:

Ela estabelece a equivalência quantitativa da transformação de matéria em energia ou vice-versa.

E = energia

m = massa

c2 = velocidade da luz ao quadrado.

Lembremos que a velocidade da luz é uma constante física. Vale aproximadamente  300.000.000 m/s.

Ela significa que a massa é uma forma de energia, e que estas duas grandezas são proporcionais entre si. Ainda que no dia-a-dia nunca pensemos nesta equação afeta praticamente tudo o que ocorre em nosso mundo.

“Toda vez que você se mexe, respira, pensa, ouve uma batida de seu coração, você está convertendo massa em energia, e, cada vez que digerir uma refeição, você está convertendo essa energia de volta em massa”. 

Fusão

A fusão nuclear é um processo em que dois núcleos são fundidos e formam um único núcleo mais pesado. Esta é a reação que ocorre no Sol, ou melhor, nas estrelas. Mas, é também o processo das bombas termonucleares, as chamadas bombas de hidrogênio. Em nosso Sol dois átomos de Hidrogênio se fundem para formar um átomo de Hélio. Dois núcleos leves se fundem e a massa do núcleo produzido é mais pesado, porém, é menor em massa  que a soma das massas dos dois núcleos leves. A diferença de massas, ou massa perdida, é convertida em Energia – Plasma. A equação de Einstein explica essa “conversão”. E = m. c2.

A quantidade de Energia liberada é mais de um milhão de vezes maior que a energia típica de uma reação química, por exemplo, a queima do gás de cozinha. Ou, a fusão de poucos cm³ de deutério, um isótopo de hidrogênio, produziria uma energia equivalente àquela produzida pela queima de 20 toneladas de carvão. (Wikipédia). Esta reação não ocorre espontaneamente aqui na Terra. É necessária uma massa muito grande que possa vencer a repulsão nuclear e aproximar o suficiente para que a força forte possa atuar. A fusão nuclear só ocorre em locais de altíssima temperatura e pressão.

Os aceleradores de partículas foram capazes de criar pequenas quantidades de energia com base na fusão dos átomos. Porém, ainda estamos tateando nestes últimos anos, com algum progresso.

Deu na mídia:

“Alemanha liga uma máquina revolucionária de fusão nuclear”

Grandes quantidades de Energia proveniente da fusão nuclear que gera o plasma, energia oriunda da conversão de massa, podem gerar energia elétrica limpa.

Portanto a experiência dos cientistas alemães é altamente promissora.

O reator W 7-X (Wendelstein 7-X) demorou 19 anos para ser concluído. No entanto a tecnologia está em fase experimental, ou seja, ainda temos um tempo para poder gerar energia em larga escala.

Se o Wendelstein 7-X conseguir de fato gerar um saldo energético positivo, ou seja, gerar mais do que o necessário para produzir o plasma, e se seu confinamento for eficiente (para não derreter a estrutura que o confina), então essa energia poderá ser utilizada pela população para produzir energia elétrica em grandes quantidades. Pode como usina superar carvão, petróleo, usinas nucleares ou hidrelétricas, etc, sendo considerada de todas a mais limpa.

Existem vários modelos de reatores de fusão nuclear no mundo que estão tentando produzir o seu melhor. E o W 7-X é uma das tentativas mais promissoras!

E parece que começou a dar certo.

Será outra vez a descoberta do fogo? E que fogo!  O fogo das estrelas.

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