Fusão nuclear

Páginas: 14 (3467 palavras) Publicado: 2 de junho de 2013
A investigação em fusão nuclear conduziu a progressos notáveis nas últimas décadas, permitindo enfrentar com confiança a próxima etapa destinada a demonstrar a viabilidade da fusão como fonte de energia, o projecto ITER. Neste trabalho expõem-se os princípios básicos da fusão e o modo de funcionamento de um futuro reactor. Apresentam-se os progressos científicos e os avanços tecnológicos da fusãoe descreve-se o projecto ITER. Finalmente analisa-se o papel relevante que a fusão deverá desempenhar nas opções energéticas para o futuro, tendo em conta a sua potencial capacidade de produzir energia eléctrica em larga escala, de forma competitiva e com reduzido impacto ambiental.

Fusão Nuclea opção eNerg para o Futuro

A Agência Internacional de Energia prevê que o consumo mundial deenergia duplique nos próximos 40 anos. Actualmente cerca de 80% do consumo é assegurado pelos combustíveis fósseis, situação que não é sustentável pelas graves alterações atmosféricas que está a provocar e porque estes combustíveis deverão estar esgotados num futuro próximo (começando pelo petróleo). São, por isso, necessárias opções energéticas alternativas de grande escala, sendo a fusão nuclear umadessas opções. M. E. MANSO e C. A. F. VARANDAS Instituto Superior Técnico Centro de Fusão Nuclear, Associação EURATOM / IST Instituto Superior Técnico - Av. Rovisco Pais, P-1049-001 Lisboa, Portugal emilia@cfn.ist.utl.pt / cvarandas@cfn.ist.utl.pt Numa reacção de fusão, pequenas quantidades de matéria dão origem a enormes quantidades de energia: 3,136 x 10-29 kg de combustível originam 17,59 MeV.Comparando com as reacções químicas, 1 milhão de vezes menos poderosas que as nucleares, tem-se, por exemplo, que cerca de um litro de combustível de fusão produz a mesma energia que 6600 toneladas de carvão. A produção comercial de energia eléctrica a partir da fusão de átomos leves, tal como acontece no Sol e nas estrelas,

artigo

ar, uma gética ro

Fig. 1 - Condições para que ocorramas reacções de fusão.

priNcÍpios BÁsicos Da Fusão Nuclear Para conseguir uma reacção de fusão é necessário aproximar dois núcleos que, devido a terem carga do mesmo sinal (positiva), têm tendência a repelir-se (Fig. 1). Para ultrapassar esta barreira natural e chegar à zona muito próxima do núcleo onde se manifestam as forças nucleares (Fig. 1), é preciso que os núcleos possuam uma energiaconsiderável. A fusão exige, por isso, que o meio que reage possua temperaturas muito elevadas, tipicamente da ordem de 100
Fig. 2 - Representação esquemática de um plasma.

gaZeta De FÍsica

porá à disposição do homem uma fonte alternativa de energia de larga escala, com baixo impacto ambiental. Numa altura em que a fusão nuclear vai entrar numa etapa decisiva, o projecto ITER, destinado ademonstrar a viabilidade científica e tecnológica da fusão, é importante perceber os princípios básicos desta nova forma de energia, o seu estado de desenvolvimento e as perspectivas futuras.

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milhões de graus Celsius (10 keV). A temperaturas tão elevadas, os electrões separam-se dos núcleos e a matéria fica no estado de plasma. O plasma é um meio ionizado, com comportamento colectivo emacroscopicamente neutro (Fig. 2), que existe na Natureza sob diversas formas; na realidade, 99 por cento da matéria do Universo encontra-se na forma de plasma, o quarto estado da matéria.

Fusão Nuclear, uma opção eNergética para o Futuro

Fig. 3 - Reacções de fusão com deutério e trítio.

combustível de fusão nuclear A reacção de fusão mais fácil de conseguir actualmente na Terra é a que envolvedeutério (D) e trítio (T), dois isótopos do hidrogénio (Fig. 3). Esta mistura já foi usada em dois dispositivos experimentais de fusão, os tokamaks TFTR (Tokamak Fusion Test Reactor), nos Estados Unidos, e JET (Joint European Torus), na Europa. D+T → 4He+n+17,58 MeV Como veremos adiante, os combustíveis primários da fusão são o deutério e o lítio, uma vez que o trítio é obtido a partir do lítio,...
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