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Estará a solução na energia gerada pela fusão nuclear?Despertai! — 1980 | 22 de julho
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tanta energia quanto a exigida para operá-los.
Mas obter mais energia do que se gasta está a uma longa distância de se conseguir cobrir os custos. Mesmo que se possam fabricar lasers com a potência necessária, só se pode obter pouca energia duma única pastilha. Para se obter energia utilizável será preciso disparar o laser centenas ou milhares de vezes por minuto, enquanto as pastilhas caem em iguais números no alvo. Será preciso extraordinário esforço para se estender a vida útil dos geradores de laser e para fabricar as microesferas aos milhões, a um custo razoável.
Fusão: Limpa ou não tão Limpa?
Um problema que aflige ambos os métodos de fusão é a poluição radioativa. Isto se dá, apesar das afirmações às vezes feitas de que a energia resultante da fusão evitará esta maldição da poluição resultante da fissão. Algumas reações de fusão (N.ºs 4 e 5)envolvem o trítio, o isótopo radioativo do hidrogênio. Tais reações também produzem nêutrons, que escapam para os materiais circundantes e os tornam radioativos. Examinando a tabela das reações da fusão, podemos ver que as reações no sol são “limpas”. Não envolvem nenhuma radioatividade. Mas a única outra reação em que isto se dá é a (N.º 6) entre o deutério e o hélio-3. Infelizmente, todas estas reações limpas exigem elevadíssima temperatura de ignição.
Porque a reação de deutério-trítio (N.º 5) possui a mais baixa temperatura de ignição, é a única usada na pesquisa atual, e é a que será usada nas primeiras usinas de geração de energia de fusão. Esta reação produz copiosos nêutrons, muito mais por unidade de energia do que a fissão do urânio. Tornarão fortemente radioativo tudo no reator e ao redor dele. Assim, será uma tarefa perigosa manusear e dar destinação final às partes do reator, quando precisarem de consertos ou de substituição.
Mais do que a radioativação, há os danos causados ao abrigo metálico ao redor do reator, porque os nêutrons deslocam os próprios átomos de seu lugar. Isto debilita os materiais, de modo que as seções em forma de rosca do reator magnético, por exemplo,
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Reações da fusãoDespertai! — 1980 | 22 de julho
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Reações da fusão
As reações nucleares que fornecem ao sol seu calor podem ser reproduzidas em pequena escala num ciclotron ou numa máquina similar. Nele, os núcleos de átomos leves são acelerados num campo elétrico a altíssimas velocidades. Suas energias são medidas em termos duma unidade de um milhão de elétrons-volt (Mev). Esta energia adquirida por um elétron ou próton — qualquer partícula de carga única — quando enviada através dum campo elétrico de um milhão de volts. Um feixe de tais partículas é dirigido a um alvo, a fim de provocar uma reação entre as núcleos do feixe e os do alvo.
A tabela acompanhante mostra algumas das reações da fusão que têm sido estudadas pelos físicos nucleares em seus laboratórios. Em cada caso, uma das partículas indicadas antes da flecha é fixada num alva e a outra colide com ela a alta velocidade. À guisa de ilustração, na primeira reação indicada, o núcleo de um átomo de hidrogênio choca-se com outro, fundindo-se com ele e expelindo um elétron positivo. Há uma compressão da massa, que é convertida em energia, de acordo com a famosa equação de Einstein, E = mc2. Por conseguinte, as partículas formadas se separam a jato, dispondo de mais energia do que as partículas que se chocaram. Neste caso, a energia obtida é de 2.000.000 de elétrons-volt.
Em termos de comparação, quando se queima carvão produz somente quatro elétrons-volt. Nas reações nucleares, lidamos com energias milhões de vezes maiores do que nas reações química.
As primeiras três reações da tabela, segundo se crê, são as principais que ocorrem no sol. Algumas das outras reações poderão ser mais fáceis de ser conseguidas num laboratório. Notará que nas reações 3, 5, e 6, onde se produz o helio-4, os ganhos de energia são muito maiores. Isto resulta dos vínculos bem estreitos formados entre dois prótons e dois nêutrons. O hélio (He4) é um elemento muito estável.
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