Energia termonuclear: estado e perspectivas

O artigo discute as razões pelas quais, até agora, a fusão termonuclear controlada não encontrou aplicação industrial.

Quando nos anos cinquenta do século passado, explosões poderosas sacudiram a Terra bombas de fusãoparecia antes do uso pacífico energia de fusão nuclear resta muito pouco: uma ou duas décadas. Havia razões para esse otimismo: apenas 10 anos se passaram desde o momento em que a bomba atômica foi usada até a criação do reator que gerava eletricidade.

Mas a tarefa de reduzir fusão acabou por ser invulgarmente complexo. As décadas passaram uma após a outra e nunca foi obtido acesso a reservas ilimitadas de energia. Durante esse período, a humanidade, queimando recursos fósseis, poluiu a atmosfera com emissões e a superaqueceu com gases de efeito estufa. Os desastres em Chernobyl e Fukushima-1 desacreditaram a energia nuclear.

O que nos impediu de dominar um processo de fusão tão promissor e seguro, que poderia remover para sempre o problema de fornecer energia à humanidade?

Inicialmente, ficou claro que, para que a reação ocorresse, era necessário reunir os núcleos de hidrogênio com tanta força que as forças nucleares pudessem formar o núcleo de um novo elemento - o hélio, com a liberação de uma quantidade significativa de energia. Mas os núcleos de hidrogênio são repelidos um pelo outro por forças elétricas. Uma avaliação das temperaturas e pressões nas quais a reação termonuclear controlada começa mostrou que nenhum material pode resistir a essas temperaturas.

Pelas mesmas razões, o deutério puro, o isótopo do hidrogênio, foi rejeitado. Depois de gastar bilhões de dólares e décadas de tempo, os cientistas finalmente conseguiram acender a chama termonuclear por um período muito curto. Resta aprender a manter o plasma de fusão por um longo tempo. Era necessário passar da modelagem computacional para a construção de um reator real.

Nesse estágio, ficou claro que os esforços e recursos de um estado separado não seriam suficientes para a construção e operação de plantas piloto e plantas piloto. No âmbito da cooperação internacional, foi decidido implementar um projeto de um reator termonuclear experimental no valor de mais de US $ 14 bilhões.

Mas em 1996, os Estados Unidos cessaram sua participação e, consequentemente, o financiamento do projeto. Por algum tempo, a implementação foi realizada às custas do Canadá, Japão e Europa, mas nunca chegou à construção do reator.

O segundo projeto, também internacional, está sendo implementado na França. O confinamento no plasma a longo prazo ocorre devido a uma forma especial do campo magnético - na forma de uma garrafa. A base desse método foi lançada pelos físicos soviéticos. Primeiro instalação do tipo "Tokamak" deve dar mais energia à saída do que é gasto em inflamar e reter o plasma.

Até 2012, a instalação do reator deveria estar concluída, mas não há informações sobre a operação bem-sucedida. Talvez o levante econômico dos últimos anos tenha feito ajustes nos planos dos cientistas.

Dificuldades em obter fusão controlada gerou muita especulação e relatos falsos sobre o chamado Reação de fusão termonuclear "fria". Apesar de ainda não terem sido encontradas capacidades ou leis físicas, muitos pesquisadores afirmam sua existência. Afinal, as apostas são muito altas: dos prêmios Nobel aos cientistas à dominação geopolítica do estado, que dominou essa tecnologia e ganhou acesso à abundância de energia.

Mas todas essas mensagens são exageradas ou francamente falsas. Cientistas sérios se relacionam com a existência de uma reação semelhante ao ceticismo.

As reais possibilidades de dominar a síntese e o início da operação industrial de reatores termonucleares são retomadas em meados do século XXI. A essa altura, será possível selecionar os materiais necessários e determinar sua operação segura. Como esses reatores operam com plasma de densidade muito baixa, segurança do poder de fusão será muito maior que as usinas nucleares.

Qualquer violação na zona de reação "extinguirá" imediatamente a chama termonuclear. Mas as medidas de segurança não devem ser negligenciadas: a capacidade unitária dos reatores será tão grande que um acidente, mesmo nos circuitos de extração de calor, pode levar a vítimas e poluição ambiental. A única coisa que resta é pequena: espere 30-40 anos e veja a era da abundância de energia. Se sobrevivermos, é claro.