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28/04/2005

Fusão nuclear é produzida com baixa tecnologia

The New York Times
Kenneth Chang

Em Nova York
Em um feito surpreendente de miniaturização, os cientistas divulgarão nesta quinta-feira (28/04) que produziram fusão nuclear --o mesmo processo que alimenta o Sol-- em um cilindro de 30 centímetros de comprimento e 13 centímetros de diâmetro. E eles disseram que logo poderão tornar o dispositivo ainda menor.

Apesar do dispositivo ser provavelmente ineficiente demais para produzir eletricidade ou outras formas de energia, disseram os cientistas, geradores de fusão do tamanho de um ovo poderão algum dia ser utilizados em propulsores de espaçonaves, tratamentos médicos e scanners que procuram bombas.

Os resultados, obtidos por uma equipe da Universidade da Califórnia em Los Angeles (Ucla), liderada por Seth J. Putterman, estão sendo publicados na revista "Nature".

O dispositivo de minifusão acelera átomos de hidrogênio e os colide para produzir hélio. Diferente de alegações anteriores de fusão "de mesa" -a "fusão fria", em 1989, que sugeria que energia poderia ser produzida passando eletricidade por água e placas de metal, e a "sonofusão", em 2002, na qual bolhas em colapso supostamente aqueceriam gases a temperaturas de estrelas- ela não está sendo recebida com ceticismo.

"Eu acho muito persuasivo", disse William Happer, um professor de física de Princeton.

Michael J. Saltmarsh, um cientista aposentado que trabalhou no Laboratório Nacional Oak Ridge, no Tennessee, disse que a energia emitida pelas partículas nas colisões combinam convincentemente o que se espera para a fusão. Saltmarsh foi um dos dois cientistas de Oak Ridge que disseram que foram incapazes de detectar as assinaturas de fusão na experiência de sonofusão de 2002.

Em um comentário que acompanha a publicação na "Nature", Saltmarsh descreveu o novo dispositivo como "intrigantemente simples" e acrescentou: "De fato, de certa forma é notavelmente de baixa tecnologia".

Em contraste com alegações anteriores, os pesquisadores da Ucla não afirmam que sua invenção fornecerá energia ilimitada. "Com o que construímos até o momento", disse Putterman, "sem chance".

De fato, o novo dispositivo nem mesmo produz energia suficiente para aquecer a mão. Mas poderá ser útil como fonte de nêutrons, as partículas subatômicas que são subproduto da fusão. Como os nêutrons não têm carga elétrica, eles podem penetrar profundamente na matéria, e isto pode fornecer uma forma de espiar facilmente dentro de bagagem ou contêineres de carga.

"Nós podemos lhes dar uma frente minúscula para uma câmera capaz de olhar atrás das coisas", disse Putterman.

O componente central do dispositivo é um cristal de tantalato de lítio, que pertence a uma classe de materiais conhecida como piroelétricos. Os piroelétricos, que geram fortes campos elétricos quando aquecidos ou resfriados, são conhecidos há muito tempo, possivelmente descritos já em 314 a.C. por um aluno de Aristóteles.

"É uma surpresa e tanto vê-lo usado desta forma", disse Happer, de Princeton.

Na experiência, o cristal, um cilindro com cerca de 1,25 polegada de diâmetro e meia polegada de comprimento, foi montado dentro de um cilindro de 30 centímetros de comprimento e cercado por um gás de deutério, uma versão pesada do hidrogênio.

O aquecimento do cristal em cerca de 10 graus Celsius produziu uma carga de 1.000 volts. Isto criou campos elétricos ao redor de uma ponta de tungstênio que era tão forte que arrancou elétrons do deutério e acelerou os íons carregados de deutério contra um alvo que também continha deutério.

Quando um íon de deutério atinge um átomo de deutério, ocorre a fusão --às vezes. Como apenas uma em um milhão de colisões de fato produz a fusão, o dispositivo é um gerador de energia ineficaz.

O jato de íons de deutério poderia servir como propulsor para uma pequena espaçonave, e raios X produzidos pelos elétrons pegos nos poderosos campos elétricos poderiam ser úteis no tratamento de tumores.

O atual dispositivo produz apenas cerca de mil nêutrons por segundo, tão pouco que não seria perigoso nem mesmo para uso em uma demonstração de física, disse Saltmarsh. Os pesquisadores planejam uma versão mais poderosa substituindo o deutério no alvo por trítio, uma forma ainda mais pesada de hidrogênio, gerando cerca de 250 vezes mais nêutrons. Melhorias adicionais deverão elevar a taxa para um milhão de nêutrons por segundo.

Geradores de nêutrons comerciais, que já podem gerar um milhão de nêutrons por segundo, aceleram igualmente deutério contra alvos, mas eles contam com fontes de energia de alta voltagem para gerar os campos elétricos.

Ao optar pelos cristais piroelétricos, a pesquisa da Ucla poderá levar a geradores muito mais simples e menos caros. "O que Putterman fez é um fantástico pequeno acelerador", disse Happer. "É uma versão dele que não necessita de alta voltagem."

Putterman disse que prevê um dispositivo que consiste apenas de um recipiente do tamanho de um ovo com um cristal, gás deutério e o alvo em seu interior. Mergulhar o recipiente em água gelada ou o aquecer com o calor do corpo seria suficiente para provocar a reação.

"Nós podemos alterar a temperatura em meros 30 graus e gerar campos que produzem fusão", disse ele. Pesquisadores induzem processo complexo em estrutura simples George El Khouri Andolfato

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