Fusão nuclear: um caminho para a independência energética

Por Katrina Javaisas*

Recentemente, muito tem se discutido acerca da importância da utilização de fontes limpas de energia. No início de dezembro de 2022, cientistas americanos do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL—do inglês “Lawrence Livermore National Laboratory”), na Califórnia, conseguiram realizar o primeiro experimento na história em que uma reação de fusão nuclear foi capaz de produzir mais energia do que a empregada. Desse modo, evidencia-se nessa pesquisa que existe a possibilidade de um futuro que utilize fontes de energia limpas e renováveis, para o progresso rumo ao desenvolvimento sustentável.

Inicialmente, é preciso entender o que compreende-se por fontes de energia limpas, e o que são as energias não renováveis. No geral, as fontes de energia são os recursos, naturais ou sintéticos, dos quais se extrai a energia que é utilizada no dia a dia, como para o deslocamento de veículos, produção de eletricidade, entre outros. Já o termo “não renovável” explicita que o recurso em questão apresenta disponibilidade limitada, ou seja, a energia nela se esgota em algum momento do futuro próximo. Outro fator para esse tipo de fonte energética seria que grande parte dessas fontes poluem o meio ambiente, como é o caso dos combustíveis fósseis (derivados do petróleo, carvão mineral e gás natural), que infelizmente compõem a grande maioria da nossa matriz energética. A queima desses combustíveis libera gases de efeito estufa (como gás carbônico e metano), que contribuem no agravamento do aquecimento global. Portanto, a adoção de energia limpa tem como principal objetivo minimizar o impacto ambiental, através do uso de fontes não poluentes.

Ao mencionar fontes de energia limpas, comumente é citada a energia nuclear, que é gerada através da fissão nuclear. Esse processo consiste na quebra dos núcleos de átomos, obtendo como resultado a liberação de uma alta quantidade de energia. Apesar da fissão nuclear ser um fenômeno natural, foi realizada artificialmente pela primeira vez em 1938 pelos cientistas Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann, no qual perceberam que o bombardeamento do urânio com nêutrons, produziam átomos mais leves. Assim, 85 anos depois seu principal combustível é o isótopo do elemento, o urânio-235.

No entanto, o processo possui certas restrições, não só pela indisponibilidade de urânio, como também pelo fato de que o material resultante da extração de energia é um rejeito extremamente tóxico, que precisa ser armazenado cuidadosamente por 300 anos. Além disso, a fissão traz enormes riscos no que se diz respeito à ocorrência de acidentes, como ocorreu em Chernobyl, em 1968, ocasionando o maior acidente nuclear da história.

Constatando-se que atualmente usufruímos de fontes energéticas maléficas ao meio ambiente, pesquisadores de todo o mundo buscam formas alternativas de obter energia, como painéis solares e geradores eólicos. Por mais que existam alternativas mais promissoras ao uso de combustíveis fósseis, nem todas elas acabam sendo completamente eficientes, ou acessíveis. Nisso, entra a ideia da fusão nuclear.

Antes de 2022, obter energia elétrica com fusão nuclear permanecia nas promessas da ficção científica, até que cientistas americanos conseguiram provar que esse objetivo pode sim se tornar realidade. Basicamente, o processo consiste no uso de núcleos de átomos muito mais leves do que o urânio, usado na fissão nuclear, como o Trítio e o Deutério, isótopos de hidrogênio—ou seja, átomos do mesmo elemento químico que se diferenciam pelo número de massa (soma de prótons e nêutrons)—,que se fundem e liberam uma grande quantidade de energia.

Ao contrário do que se pensa, isso não é um processo fácil. O método de obtenção de energia ocorre dentro de um reator de fusão nuclear a temperaturas muito altas (100 milhões de graus Celsius) para que seja possível manter a matéria estável e controlá-la. Esse processo é o mesmo que acontece no interior do Sol, que funde átomos de hidrogênio para gerar átomos de hélio, liberando energia. O LLNL utilizou 2,05 megajoules (MJ) de potência para realizar o experimento (uma quantidade significativa de energia), e obteve um resultado final de 3,15 MJ de energia—o suficiente para ferver apenas 20 chaleiras de água, impossibilitando a sua aplicação em grande escala.

A energia produzida pela fusão nuclear é limpa e segura, pois não produz gases de efeito estufa ou resíduos radioativos de longa duração. Ademais, os materiais necessários para a fusão nuclear são abundantes e amplamente disponíveis. Dessa forma, o desenvolvimento de uma tecnologia de fusão nuclear com sucesso significará um passo à diante na luta contra a crise climática e a transição para uma economia de energia limpa.

No entanto, a tecnologia de fusão nuclear também pode ser usada para criar armas de destruição em massa, como a bomba de hidrogênio, a mais poderosa já feita, que libera uma quantidade enorme de energia, muito mais do que a bomba atômica, que usa a fissão nuclear.

Por isso, é importante que a pesquisa e o desenvolvimento da fusão nuclear sejam realizados com cuidado e responsabilidade, para garantir que a tecnologia seja usada para o bem da humanidade e não para fins destrutivos.O fato de que a fusão nuclear é completamente limpa e coerente com os objetivos sustentáveis que buscam ser implementados no futuro, justifica o grande esforço dos pesquisadores, cientistas e engenheiros na busca pela adoção desse processo na produção de energia. A fusão nuclear é uma possível solução para o problema energético enfrentado atualmente, mas ainda serão mais de 10 anos para comercializá-la e conseguir utilizá-la a favor da população.

Gostou? Então fique atento às próximas edições da revista Exame, onde mensalmente o Jovens Cientistas Brasil publicará um de seus artigos científicos! Desde células HeLa e retrovírus endógenos, até a superpopulação humana e o telescópio espacial James Webb, o JCB traz a ciência à você. Quer dar uma espiadinha no que está por vir? Visite nosso site: https://www.jovenscientistasbrasil.com.br e confira nossas publicações.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

DOE National Laboratory Makes History by Achieving Fusion Ignition. Energy.gov. Disponível em: .

PONTES, Paula. Fusão nuclear e o futuro da energia limpa. Jornal da Unicamp. Disponível em:

STALLARD, E. Fusão nuclear: como cientistas alcançaram 'Santo Graal' da energia limpa. Clima e Ciência, BBC News. Disponível em:

CARBINATTO, B. Fusão nuclear, a energia que imita o Sol, deve atrair mais investimentos. Disponível em: