_Hinrichs_Kleinback

432 Energia e Meio Ambiente
O arranjo laser-alvo tem o tamanho aproximado de um campo de futebol 5
(Figura
15.7). A medida que cada pulso do laser percorre uma cadeia com muitos amplificadores,
sua energia e seu tamanho aumentam. De acordo com um dos cientistas do projeto, "é
como atirar tortas". A freqüência dos pulsos será bastante alta. Para produzir uma saída
constante de aproximadamente 1.000 MWe, as "tortas" terão que vir a uma taxa de aproximadamente
dez por segundo.
Tecnicamente, os lasers necessários para fornecer energia útil para a fusão não existem
atualmente. O laser primário em uso nos experimentos de fusão é um laser de neodímiovidro,
que produz uma luz infravermelha com aproximadamente 1 mícron de comprimento
de onda. Os lasers que estão sendo construídos terão uma saída de mais de 10.000 J
com um pulso de menos de 1 bilionésimo de segundo. Isto fornecerá uma produção de
energia distante alguns pontos percentuais do breakeven científico. Para atingirmos o breakeven,
lasers mais potentes devem ser construídos, e suas eficiências devem também aumentar.
O laser do neodímio-vidro tem uma eficiência aproximada de apenas 1%, o que
significa que 99% da energia bombeada no laser não emerge como luz útil. Ademais, os lasers
em uso hoje podem ser disparados, no máximo, algumas vezes por hora — distantes
das dez vezes por segundo necessárias a uma operação comercial bem-sucedida.
Uma usina de energia de fusão a laser poderia parecer com o que é mostrado na
Figura 15.8. Os feixes de laser são focalizados no centro da câmara de combustão. Uma
pastilha de D-T é liberada de forma que chegue ao centro da câmara ao mesmo tempo em
que o laser pulsa. A explosão subseqüente é equivalente a aproximadamente 10 libras 6
de
TNT, insuficientes para danificar as partes da câmara de combustão. A energia de cada explosão
é levada primeiramente pelo escape de nêutrons e de raios X a partir de alvo. Fora
da câmara, em uma configuração similar à das máquinas de confinamento magnético, há
um cobertor de lítio para capturar esta energia. Trocadores ao longo de todo este cobertor
transportam água, que é transformada em vapor para movimentar as turbinas. O lítio é
também uma fonte do trítio, a ser reciclado de volta à "fábrica de pastilhas".
Um outro esquema de confinamento inercial utiliza raios X ao invés de pulsos de
laser. Os raios X são produzidos por uma instalação de potência pulsada que usa correntes
da magnitude de 20 milhões de ampères! Os pulsos de raio X são utilizados para implodir
a pastilha de combustível e iniciar a fusão. A máquina "Z-Pinch" está sendo construída no
Sandia National Laboratory, no Novo México, Estados Unidos.
FIGURA 15.8
Diagrama esquemático de uma
planta de energia de fusão a
laser. As pastilhas de D - T congelado
são alimentadas do
topo. Elas são irradiadas por
feixes de laser. O lítio na camada
externa absorve a energia
liberada na fusão e, em
seguida, transforma a água em
vapor nos trocadores de calor.
5 N.T.: Os autores se referem a um campo de futebol americano, com 100 X 40 m.
6 N.T.: Cerca de 4,54 kg.