_Hinrichs_Kleinback

426 Energia e Meio Ambiente
FIGURA 15.1
Ilustração de uma reação de
fusão.
Embora a reserva mundial de lítio seja muito menor do que a de deutério, nós temos reservas
suficientes para usar a tecnologia D - T, pelo menos até que a tecnologia para a reação
D - D fique disponível.
C. Condições para a Fusão
Um dos obstáculos para a fusão nuclear é a força elétrica de repulsão entre os núcleos
positivos. Esta força é proporcional ao produto das cargas dos núcleos em interação e
é inversamente proporcional ao quadrado da distância de separação entre elas. Para
poder superar esta repulsão, os núcleos têm que possuir energias cinéticas altas, que só
são possíveis se o combustível estiver a temperaturas da ordem de 50 milhões °C a 100
milhões de °C.
Embora a reação de fusão possa parecer simples, seu uso para a liberação controlada
de energia representa alguns problemas científicos e tecnológicos sérios. Considere as
exigências:
• Devem ser atingidas temperaturas muito altas, de modo que as energias
cinéticas dos núcleos sejam suficientes para superar a repulsão elétrica entre
eles. A temperaturas altas, um gás se decomporá em elétrons livres e núcleos
positivos. Este gás ionizado, com um número igual de cargas positivas e
negativas, é chamado de plasma. Nosso Sol é um exemplo de plasma; o gás em
uma lâmpada fluorescente é outro.
• O confinamento do plasma é difícil. A medida que a temperatura de um gás
aumenta, seu volume ou sua pressão (ou ambos) tem que aumentar. Assim, o
gás deve ser limitado a um volume fixo para permitir que os núcleos se
aproximem o bastante para fundirem.
• São necessárias altas densidades porque, para que ocorra uma liberação
suficiente de energia por fusão, um número grande de núcleos deve reagir.
• A energia de fusão liberada deve ser convertida em uma forma útil, como a
eletricidade.
Uma das metas imediatas de pesquisa de fusão é o "breakeven" 3
científico", no qual a
energia liberada na reação de fusão é igual à que foi necessária para aquecer o combustível
e contê-lo. A próxima meta será a "ignição", em que a reação de fusão se torna auto-sustentada,
sem a necessidade de fontes externas para aquecer o combustível. O calor vem
das colisões entre as partículas alfa ( 4 He), geradas pela reação D + T —> n + 4 He, e as outras
partículas no plasma.
3
N.T.: Optamos por manter o termo original, já incorporado ao jargão da área. A expressão significa algo
como "ponto de igualdade".