Novo método de fusão nuclear pode virar combustível para espaçonaves

Técnica criada pela Nasa utiliza metal, hidrogênio e um acelerador de elétrons;

Leticia Riente, editado por Fabiana Rolfini 10/08/2020 08h56
Nasa desenvolve nova técnica de combustível para espaçonaves
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Pesquisadores da Nasa desenvolveram um novo método que poderá servir de combustível para espaçonaves em missões fora da terra. A técnica, chamada de "fusão por confinamento de rede", utiliza metal, hidrogênio e um acelerador de elétrons. Cabe frisar que realizar fusão nuclear é um processo complexo, que normalmente exige equipamentos caros e grandes, além de alta densidade e pressão.


Para entender o método, é preciso entender que ele se refere à uma estrutura de rede formada por átomos que constituem um fragmento de metal sólido. Junto com este material, os estudiosos usaram érbio e titânio, submetendo-os sob alta pressão com gás deutério, isótopo de hidrogênio com um próton e um nêutron. A parti daí, o metal captura os núcleos de deutério até a hora da fusão.

Theresa Benyo, líder de diagnóstico nuclear do projeto, explica que neste ponto ocorre a quebra da estrutura metálica, que inicia um processo de retenção do gás deutério e resulta em uma espécie de pó.

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Estudiosos da Nasa investem em pesquisas que impactarão viagens ao espaço. Créditos: IEE Spectrum

Etapas do novo método

A próxima etapa da técnica exige que o pó de metal consiga superar a repulsão eletrostática mútua entre os núcleos de deutério carregados positivamente, denominada barreira de Coulomb. Para que isso ocorra, é preciso realizar a colisão de várias partículas, por isso é utilizado um acelerador de elétrons, que os lança em um alvo próximo formado de tungstênio e resulta em fóton de alta energia. Neste processo, também são usadas amostras de érbio ou titânio carregadas com deutério.

A blindagem de elétrons ou efeito de proteção é a chave do processo, segundo os pesquisadores da Nasa. Isto porque mesmo que a barreira de Coulomb não seja transpassada de início, a rede ajuda neste sentido, pois há a formação de uma tela de proteção de elétrons em volta do deutério estacionário. O resultado provoca um embate de cargas negativas e positivas nos elementos do processo, aumentado a quantidade de energia que pode ser utilizada para a fusão.

Em meio a todos estes procedimentos, a Nasa ainda encontrou algo conhecido como reações de desnudamento Oppenheimer-Phillips. Isso quer dizer que, algumas vezes, foi observado que o deutério energético se colidia com um dos átomos de metal da rede, em vez de se fundir com outro deutério. Essa colisão produzia um isótopo ou convertia o átomo em um novo elemento. Os profissionais concluíram que as reações de fusão e remoção resultavam em energia utilizável.

Conclusão

Muitas pesquisas ainda são necessárias para colocar a fusão por confinamento em rede efetivamente em prática. 

Já se sabe que quando dois deutérios se fundem, há a criação de um próton e um trítio ou um hélio-3 e um nêutron, sendo que no último caso um nêutron extra pode começar todo o processo novamente, possibilitando a fusão de mais dois deutérios. O próximo passo será obter reações mais consistentes e sustentadas no metal.

Ainda segundo a Nasa, o objetivo final é que o método possa servir de combustível para espaçonaves que operam em locais onde painéis de energia solar não podem ser utilizados, por exemplo.

Fonte: IEE Spectrum

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