Em julho, cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, geraram uma explosão de energia ao bombardear um pellet de hidrogênio com 192 lasers, reproduzindo por um breve momento o processo de fusão que alimenta o Sol. Foi uma repetição de um experimento realizado em dezembro passado, mas desta vez os cientistas geraram ainda mais energia, com quase o dobro de ganho em comparação com a energia dos lasers de entrada.
"Nós repetimos novamente a ignição", disse Richard Town, diretor associado do programa de fusão a laser em Livermore, em uma entrevista. Ele deu uma palestra sobre o experimento de julho nesta segunda-feira (25) em uma conferência em Denver, nos EUA.
Os resultados de Livermore levantam esperanças de que a fusão possa um dia ser usada para gerar quantidades abundantes de eletricidade sem produzir gases de efeito estufa ou resíduos radioativos de longa duração.
Número-chave: 3,88 megajoules
O experimento em dezembro gerou uma enxurrada de elogios quando produziu cerca de três megajoules de energia —equivalente a cerca de 1,5 libras de TNT, ou cerca de 1,5 vezes a energia dos lasers de entrada. Foi a primeira vez que uma reação de fusão em um ambiente de laboratório produziu mais energia do que foi necessário para iniciar a reação.
O experimento de julho foi essencialmente idêntico ao de dezembro. "Esperávamos um rendimento semelhante", disse Town. "Da ordem de três megajoules."
A produção foi de 3,88 megajoules.
O resultado melhor do que o previsto indica que, com algumas alterações, a fusão a laser pode se tornar significativamente mais eficiente. Mas variações minúsculas também podem resultar em falhas na fusão.
Uma experiência de fusão em junho, apenas um mês antes, também foi prevista para produzir cerca de três megajoules, mas gerou apenas entre 1,6 e 1,7 megajoule, disse Town.
Uma tentativa mais recente neste mês, como parte dos esforços para manter armas nucleares sem testes nucleares subterrâneos, produziu um pouco mais de dois megajoules, igualando a energia do laser.
"Foi um pouco surpreendente que não tenhamos conseguido a ignição em todos eles", disse Town.
Analisando os resultados, os cientistas de Livermore agora acham que entendem melhor o que está acontecendo.
Por que isso importa: muito mais a aprender
Por um lado, os 192 lasers não são perfeitos. "Há algumas variações toda vez que você dispara o laser", disse Town.
Em vez de a energia do laser chegar perfeitamente equilibrada para comprimir a cápsula de combustível de hidrogênio, um leve desequilíbrio empurra a cápsula para uma direção. Parte da energia é perdida e a implosão interna não aquece o hidrogênio tanto assim.
Também existem pequenas variações nas cápsulas de combustível que afetam as reações de fusão. As simulações por computador agora indicam que pode haver uma ampla faixa na energia de saída.
"Pode cair para tão baixo quanto 1,4 megajoule", disse Town. "E se tudo der certo e tudo funcionar perfeitamente, pode chegar a sete megajoules."
O que acontece em seguida: atualizando e otimizando o experimento
Siegfried Glenzer, cientista do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC em Menlo Park, Califórnia, que liderou os experimentos iniciais de fusão nas instalações de Livermore anos atrás, disse sobre o avanço de julho: "O fato de o ganho ter aumentado no último disparo é uma notícia encorajadora e mostra que as implosões atuais ainda não estão totalmente otimizadas".
Uma nova série de experimentos está prestes a começar na Instalação Nacional de Ignição, pois tem como objetivo gerar rendimentos de fusão mais altos de forma mais consistente. A energia dos lasers da instalação está sendo atualizada para 2,2 megajoules, em comparação com os 2,05 anteriores. Os avanços mais recentes ocorreram após a última atualização de 1,9 megajoule. Espera-se que energia adicional leve a mais melhorias.
"Se você puder acoplar efetivamente mais energia ao ponto quente, deverá obter mais rendimento", disse Town. "Você pode fazer isso tendo um martelo maior."
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