O que é energia de fusão?

Energia de fusão é a extração de energia das ligações entre partículas nos núcleos dos átomos, fundindo esses núcleos. Para obter mais energia, elementos leves e isótopos, como hidrogênio, deutério, trítio e hélio, devam ser usados, embora todos os elementos com um número atômico mais baixos que o ferro possam produzir energia líquida quando fundidos. A fusão contrasta com a fissão, o processo pelo qual a energia é gerada quebrando núcleos pesados ​​como urânio ou plutônio. Ambos são considerados energia nuclear, mas a fissão é mais fácil e melhor desenvolvida. Todas as usinas nucleares atuais operam com base na energia de fissão, mas muitos cientistas esperam que uma usina baseada na energia de fusão seja desenvolvida antes de 2050.

Existem bombas nucleares com base na energia de fissão e na energia de fusão. As bombas A convencionais são baseadas na fissão, enquanto bombas H, ou bombas de hidrogênio, são baseadas na fusão. A fusão converte com mais eficiência a matéria em energia, produzindo mais calor e TEmperature quando o processo é canalizado para uma reação em cadeia. Assim, as bombas H têm rendimentos mais altos do que as bombas A, em alguns casos, mais de 5.000 vezes maiores. As bombas H usam um "booster" de fissão para atingir a temperatura necessária para a fusão nuclear, que é de aproximadamente 20 milhões de graus Kelvin. Em uma bomba H, aproximadamente 1% da massa de reação é convertida diretamente em energia.

A energia de fusão, não a fissão, é a energia que alimenta o sol e produz todo o seu calor e luz. No centro do sol, aproximadamente 4,26 milhões de toneladas de hidrogênio por segundo é convertido em energia, produzindo 383 Yottawatts (3,83 × 10 26 w) ou 9,15 × 10 10 megatons de TNT por segundo. Isso parece muito, mas é realmente bastante leve, levando em consideração a massa total e o volume do sol. A taxa de produção de energia no núcleo do sol é de apenas 0,3 W/m 3 (watts por cúbicomedidor), mais de um milhão de vezes mais fraco que a produção de energia que ocorre em um filamento de lâmpadas. Somente porque o núcleo é tão grande, com um diâmetro equivalente a cerca de 20 terras, gera tanta energia total.

Por várias décadas, os cientistas têm trabalhado para aproveitar a energia de fusão para as necessidades do homem, mas isso é difícil devido às altas temperaturas e pressões envolvidas. Usando energia de fusão, uma unidade de combustível do tamanho de um pequeno rolamento de esferas pode produzir tanta energia quanto um barril de gasolina. Infelizmente, todas as tentativas de geração de energia de fusão em 2008 consumiram mais energia do que produziram. Existem duas abordagens básicas - use um campo magnético para comprimir um plasma para a temperatura crítica (fusão de confinamento magnético) ou disparar lasers em um alvo tão intenso que eles o aquecem pelo limiar crítico para a fusão (fusão de confinamento inercial). Ambas as abordagens receberam financiamento significativo, com a naçãoAl -Ignition Facility (NIF) tentando fusão inercial de confinamento e entrar on -line em 2010, e o reator experimental termonuclear internacional (ITER) tentando fusão de confinamento magnético e entrar online em 2018.