Reedição especial. O legado de Nuno Loureiro na área da energia de fusão nuclear

A morte inesperada e prematura de Nuno Loureiro foi um choque profundo. Em mais de oito anos de 45 Graus, nunca tinha perdido um convidado tão jovem e brilhante, com tanto ainda para dar ao mundo. Apesar da sua partida, o seu legado permanece. Espero que este episódio contribua para divulgar a área da fusão nuclear e inspire novos investigadores a seguir o caminho científico que o Nuno deixou aberto.

Recorde aqui o episódio 119, originalmente publicado em abril de 2022.

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Nuno Loureiro é licenciado em Engenharia Física Tecnológica pelo Instituto Superior Técnico, e doutorado em física pelo Imperial College de Londres. A sua especialidade é a física dos plasmas e as suas aplicações à fusão nuclear e a problemas do domínio da astrofísica. Actualmente é professor catedrático do departamento de Ciência e Engenharia Nuclear e do departamento de Física do Massachusetts Institute of Technology, EUA.

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Índice da conversa:

(0:00) Introdução

(07:36) Como funciona a energia nuclear de fusão? Reagentes: deutério e trítio (isótopos de hidrogéneo)

(14:57) Porque é tão difícil gerar fusão nuclear? Potencial da computação quântica

(25:46) De onde vem a energia nuclear?

(28:40) Progressos recentes. Record do National Ignition Facility (NIF) de Agosto 2021. Record do JET de Fevereiro de 2022. Projecto ITER. Fusão magnética vs inercial (laser). Investimento privado.

(39:00) O que explica progressos recentes? Cimeira na Casa Branca em Março.

(42:46) Desafios para tornar energia de fusão comercialmente viável.

(46:54) Como converter energia nuclear em electricidade? Aneutronic Fusion

(48:07) Há perigos na fusão nuclear, como na energia nuclear tradicional (de fissão)?

(50:30) O que estão a fazer as empresas privadas de diferente? Germany’s Wendelstein 7-X stellarator.

(55:39) Porque é que a Europa está a liderar a investigação nesta área?

(58:40) Que método é mais promissor: confinamento magnético ou inercial (laser)?

(01:02:13) Como a investigação nesta área ilumina a Astrofísica.

(01:04:44) Previsões: quando vamos conseguir tornar a energia de fusão viável?

Livros recomendados: The Star Builders, de Arthur Turrell. Star Power, de Alain Bécoulet

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Todos sabemos que, para fazer face às alterações climáticas, o Mundo tem forçosamente de diminuir o consumo de energias fósseis. O petróleo e o gás são, além disso, altamente sensíveis a perturbações geopolíticas, como os últimos meses têm mostrado, com impacto directo na vida das pessoas. No entanto, a verdade é que a energia é necessária, e as energias renováveis ainda não permitem fazer face às necessidades energéticas, de tal forma que o grosso da energia consumida no mundo continua a ser de combustíveis fósseis.

Mas e se vos dissesse que existe uma fonte de energia alternativa que não emite dióxido de carbono para a atmosfera, tem um baixo risco associado e é, além disso, virtualmente ilimitada? Parece exagero, mas é verdade. Chama-se energia de fusão nuclear. Esta energia é ainda mais poderosa do que a energia nuclear clássica (de fissão), utiliza matérias ilimitadas (átomos e isótopos de hidrogénio) e, ao contrário daquela, produz muito pouca radioactividade. E se vos dissesse, ainda, que tem havido nos últimos tempos avanços promissores que podem tornar esta energia viável nas próximas décadas?

Há muito tempo, há quase um século, que sabemos que é possível produzir energia de fusão. Por uma razão simples: é ela a fonte de energia do Sol, onde as altas temperaturas e a enorme gravidade geram a fusão de átomos de hidrogénio. No entanto, conseguir gerar este tipo de reacção na terra tem-se revelado muito difícil. Esta dificuldade é de tal forma, que há até uma piada batida no meio: “faltam só 30 anos até termos energia de fusão… e hão-de sempre faltar!”.

Abordei a energia de fusão pela primeira vez no 45 Graus, no final de 2018, no episódio 42, com Luís O. Silva, físico e professor do Técnico. Em qualquer outra altura das últimas décadas, é quase certo que um episódio gravado há 3 anos continuaria perfeitamente actual. No entanto, desta vez não é assim -- e por bons motivos. Tem havido nos últimos anos desenvolvimentos importantes nesta área. Só no último ano, verificaram-se dois dos maiores avanços concretos das últimas décadas no caminho para produzir energia de fusão. Em Agosto do ano passado, nos EUA, a National Ignition Facility (NIF) bateu o record no que toca ao rácio de energia gerada pelo processo de fusão nuclear face à energia que foi necessário injectar para accionar a fusão (a energia gerada continua a ser menos do que a energia injectada, mas é um resultado muito promissor). E mais recentemente, em fevereiro deste ano (o que, em Ciência, é o mesmo que dizer -- ontem), o laboratório JET, no Reino Unido, bateu o record do máximo de energia total gerada pelo processo de fusão. Ainda faltam muitos passos para tornar esta energia viável, mas estes são dois progressos muito importantes; de tal forma que ainda em Março houve uma cimeira importante sobre o tema organizada pelo governo norte-americano.

Ao mesmo tempo, estes progressos e o imperativo de encontrar soluções para as alterações climáticas tem levado a um aumento do investimento, inclusive privado, com dezenas de novas empresas a tentarem, actualmente, serem as primeiras a produzir energia de fusão viável.

Parece por isso, finalmente, que podemos ter uma expectativa realista de ver avanços importantes nesta área no futuro próximo.

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