fusão nuclear

A fusão nuclear consiste na reação nuclear de formação de núcleos atómicos mais pesados a partir de outros mais leves com emissão simultânea de energia.
Até ao momento, o rendimento da fusão nuclear é insuficiente para que esta possua aplicações práticas. Numerosos investigadores de todo o mundo estão a trabalhar para conseguir um controlo tecnologicamente viável da fusão. Tenta-se alcançar como produto final o núcleo estável de hélio.
Como material de base podem utilizar-se dois isótopos pesados do hidrogénio: o deutério e o trítio. O primeiro encontra-se em grandes quantidades nos oceanos e o segundo obtém-se bombardeando o lítio com neutrões. O lítio também se encontra em grandes quantidades na crosta terrestre.
Se se utilizar uma mistura de lítio e deutério próximo de uma bomba atómica, quando se produz a explosão geram-se pressões e temperaturas suficientes no seu interior para que na mistura se produza uma fusão nuclear.
A fusão nuclear, uma vez iniciada, mantém a temperatura por si mesma libertando grandes quantidades de energia. Existem grandes dificuldades técnicas para gerar as temperaturas iniciais e construir os recipientes para o gás quente (para aquecer gás deutério). Não podem ser utilizadas caldeiras materiais, uma vez que o gás, muito quente, já não é composto por moléculas eletricamente neutras, mas sim por iões e eletrões livres, devendo poder ser confinado, mediante campos elétricos e magnéticos apropriados, aos espaços previstos.
No final dos anos 60, um grupo de físicos soviéticos do Instituto de Física Atómica de Moscovo, baseando-se em trabalhos anteriores dos norte-americanos, aproximaram-se muito do referido objetivo. A sua experiência baseava-se num plano engenhoso e funcionava segundo o princípio Tokamak (abreviatura russa que significa câmara toroidal de reator, originalmente criada por Andrei Sakharov).
A base de um reator Tokamak é um grande transformador de elevada intensidade de corrente. Este reator é constituído por um grande núcleo de ferro fechado, que no seu primário possui uma gigantesca bobina com bastantes espiras. Estas são percorridas por um intenso impulso de corrente ou por corrente alterna, gerando-se assim um intenso campo magnético variável no núcleo de ferro. Como secundário, o reator Tokamak tem apenas uma única espira (toro-tubo circular). Dentro desse tubo encontra-se o plasma, um gás milhões de vezes menos denso que o ar.
Dado que o campo magnético varia com o tempo, gera-se no plasma um impulso de corrente de grande intensidade e o plasma atinge temperaturas elevadíssimas.
Nos últimos anos foram levadas a cabo experiências de geração e aquecimento de plasmas para a fusão nuclear, com o auxílio de radiação laser muito energética.
A fusão nuclear, em especial a formação do núcleo do átomo de hélio a partir de quatro protões, é a fonte mais importante da energia das estrelas.
Em função da massa e do tamanho dessas estrelas geram-se no seu interior núcleos de hélio em diferentes zonas de combustão, partículas alfa fundem-se formando berílio, carbono, oxigénio ou, inclusivamente, estes núcleos podem transformar-se em núcleos ainda mais pesados durante as explosões de supernovas.
É graças ao conhecimento dos processos de fusão que se realizam nas estrelas que os cientistas podem fazer deduções muito precisas sobre o processo de formação dos elementos, o desenvolvimento das estrelas e também dos processos que têm lugar no Sol.