Mais um passo para a fusão nuclear

Sol_STEREO_A_SECCHI_EUVI304_290913A fusão nuclear conseguida consistiu em “fundir” átomos de hidrogénio (nomeadamente deutério e trítio) para obter energia. Um processo que neste momento só está ao alcance do núcleo da nossa estrela.
Contudo, ontem foi publicado um artigo na Nature onde refere que foi dado um passo importante para que a ignição (a reação inicial para desencadear o processo), confinada num plasma, exceda a quantidade de energia armazenada no combustível e durante a implosão.

Os cientistas da Lawrence Livermore National Laboratory revelaram que conseguiram fazê-lo mediante a manipulação de feixes de laser (aumentando a pressão e temperatura) para reduzir a instabilidade da implosão. Ao todo 192 feixes de laser incidiram, através de espelhos, numa câmara em vácuo de 10 a 15 metros de diâmetro. No centro da câmara estava um cilindro de poucos centímetros de altura e os feixes de laser entraram pela parte inferior e superior desse cilindro. Dentro do cilindro havia uma esfera com poucos milímetros de diâmetro revestida de plástico. Dentro dessa esfera estava o plasma (um estado da matéria) com deutério e trítio.
Os lasers incidiram contra a parede interna do cilindro, revestida de ouro, esta aqueceu e criou feixes de raios X, que por sua vez atingiram a cobertura de plástico da esfera. O plástico dilatou e comprimiu o plasma, aumentando a pressão e temperatura, para o tamanho de um cabelo, em alguns nanossegundos. Este método chama-se fusão nuclear por confinamento inercial.

Conseguiu-se assim medir mais energia libertada através da fusão (16 quilojoules) do que a energia que atingiu a esfera. Podemos agora produzir em larga escala? Para já, teremos que aguardar. É que a energia que inicialmente foi disparada pelos 192 lasers foi de dois megajoules.

Mais informação: New Observer, Publico, Nature (artigo científico)

17 comentários

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  1. Primeiro queria parabenizar ao José Simões sobre a ótima resposta.

    E queria responder ao José Gonçalves.
    Se cerca de 10.000º é a temperatura do núcleo do Sol

    Não acredito que a temperatura de uma SuperNova seja a mesma.
    Já que ela estaria neste momento realizando processos de fusão nuclear muito mais potentes.

    Tem certeza desta informação José Gonçalves ?
    (sei que não da pra ter certeza sobre uma informação assim, mas afinal, o quanto de certeza ?)

    1. Xevious tem razão, escrevi mal. O que queria dizer é 10000 vezes a temperatura do núcleo solar.
      Mas, essa informação aparece ao fazer a pesquisa no Google.
      Certeza? Não tenho, por isso estou à procura de artigo científico.
      Obrigado pela atenção dos dois 🙂

    • José Simões on 15/02/2014 at 14:46
    • Responder

    “Sim, mas esses elementos “mais pesados” não deverão ter ficado no Sol. Pelo menos desconheço qualquer referência sobre isso (se tiver algum sítio onde possa ir procurar envie o link, por favor)”.

    Se estavam na nebulosa (planetária) que deu origem ao sistema solar (e estavam porque existem na Terra, que se formou dessa nebulosa) . Como podem estar ausentes do Sol que se formou da mesma matéria da mesma nebulosa? Seria um mistério.

    ——————————————————————————

    Mas estamos a afastar da questão e portanto vou fazer um pequeno resumo e não volto a comentar este post :-). Se alguém quiser falar comigo mais do assunto – fat chance – o meu email está http://www.josesimoes.net

    A questão surgiu num comentário a que respondi ( http://www.astropt.org/2014/02/13/mais-um-passo-para-a-fusao-nuclear-2/comment-page-1/#comment-247067 ), e vou citar do cometário.

    “O caso da nossa estrela, como os elementos pesados absorvem energia e não libertam, ficar-se-á pelo ferro.”

    O que é uma indicação clara que o nosso Sol IRIA PRODUZIR ferro por fusão nuclear (que é o que pode produzir energia neste contexto, aliás a fusão nuclear é o assunto base) numa fase avançada da sua vida.

    Eu escrevi para notar que isso é falso, o Sol não é suficientemente massivo para PRODUZIR elementos mais pesados que o carbono (não queima carbono, mas produz carbono). Escrevi principalmente porque isso é um erro que já tenho lido noutros sítios.

    O Sol tem, já, na actualidade, pequenas quantidades de ferro, e muitos outros “metais” mais pesados que o carbono, e até mais pesados que o ferro, mas esses “metais” nunca serão formado no Sol actual, mas sim herdados da nebulosa de que o actual sistema solar se formou. Esses elementos foram formados em estrelas já extintas. Quantidades muito pequenas.

    Nota final: note-se que escrevo “metais” entre aspas, digo isto para evitar que alguém levante o problema. Se não percebeu esqueça, não vamos abrir ainda mais uma variação sobre um detalhe irrelevante.

    Vivam longo e prosperem

  2. Gosto desta troca de ideias. 🙂
    Sim, mas esses elementos “mais pesados” não deverão ter ficado no Sol. Pelo menos desconheço qualquer referência sobre isso (se tiver algum sítio onde possa ir procurar envie o link, por favor)
    Abraço

    1. A Wikipédia deve servir né

      “É composto primariamente de hidrogênio (74% de sua massa, ou 92% de seu volume) e hélio (24% da massa solar, 7% do volume solar), com traços de outros elementos, incluindo ferro, níquel, oxigênio, silício, enxofre, magnésio, néon, cálcio e crômio”

      Referências
      Basu, S.. (2008). “Helioseismology and Solar Abundances”. Physics Reports 457 (5–6). DOI:10.1016/j.physrep.2007.12.002. Arxiv.
      => http://dx.doi.org/10.1016/j.physrep.2007.12.002

      Mas José Golçalvez, qual seria uma possível razão para só ter elementos químicos leves no Sol ?

      Aproveitando a oportunidade..
      Por acaso alguém saberia me dizer qual é a temperatura de uma Super-Nova ?

      1. Olá Xevious,
        Os elementos que referenciou são todos “leves” até chegar ao Ferro.
        Quanto aos elementos “mais pesados” encontrei uma refrência que indica existirem em percentagens muito pequenas:
        http://www.amnh.org/exhibitions/past-exhibitions/space-show-journey-to-the-stars/journey-to-the-stars-for-educators/our-star-the-sun/the-abundance-of-elements-in-the-sun

        Já agora, o paper que referenciou pode ser acedido gratuitamente aqui: http://arxiv.org/pdf/0711.4590v1.pdf (é que não tenho acesso no portal indicado).

        Pelo que pude consultar a temperatura de uma supernova é ~10000 a temperatura do núcleo solar.
        Mas, ainda não encontrei o paper.

    • José Simões on 14/02/2014 at 14:11
    • Responder

    Só uma nota posterior ao meu post-

    foi dito “ficar-se-á pelo ferro.”.

    Se se contar com os elementos vindos “da nebulosa que lhe deu origem”, não se vai ficar pelo ferro, vai ter elementos ainda mais pesados que existiam “na nebulosa que lhe deu origem” (em quantidades muito pequenas – como o ferro é em quantidades muito pequenas).

    A nebulosa que lhe deu origem ao Sol foi também o que deu origem à Terra e nós sabemos que temos cá elementos mais pesados que o ferro.

    • José Simões on 14/02/2014 at 13:44
    • Responder

    “nosso Sol não será suficientemente massivo para provocar a fusão do carbono”

    CERTO: Mas o que eu digo é que é capaz de PRODUZIR carbono, não FUNDIR.

    “o Sol tem uma quantidade pequena de ferro em resultado da nebulosa que lhe deu origem”

    CERTO, Mas o que foi antes dito foi

    “O caso da nossa estrela, como os elementos pesados absorvem energia e não libertam, ficar-se-á pelo ferro.”, o que sugere que o ferro é resultado dos processos que decorrem na nossa estrela e produzem energia.

  3. Obrigado pela informação José Simões 🙂
    Estive a pesquisar mais e segundo o a Univ, de Cornell (http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=673) o nosso Sol não será suficientemente massivo para provocar a fusão do carbono.
    Também refere que o Sol tem uma quantidade pequena de ferro em resultado da nebulosa que lhe deu origem.

    Já agora, para os nossos leitores existe este documento sobre o Sol: http://www.swpc.noaa.gov/Curric_7-12/Chapter_2.pdf

    • José Simões on 14/02/2014 at 01:02
    • Responder

    “O caso da nossa estrela, como os elementos pesados absorvem energia e não libertam, ficar-se-á pelo ferro.”

    Já que estamos numa de reparos, o nosso querido Sol dificilmente irá produzir ferro, apesar de ter já visto essa ideia muito espalhada. O elemento mais pesado que vai produzir será o carbono.

    O ferro é realmente o elemento mais pesado que se consegue por fusão termo-exógena (na verdade não é, directamente, criado ferro estável em que se pensa quando se pensa em ferro, mas isso são detalhes), mas só em estrelas muito mais massivas que o Sol.

    PS – Tenho de escrever isto em memória de Fred Hoyle, que descobriu isto tudo, mas incrivelmente roubaram-lhe o prémio Nobel pela descoberta.

    1. Business as usual!

  4. E qual seria a maior explosão o maior calor possível

    (pra fazer essa sílaba derrepente vou ter que me basear em logaritmo)

    • José Simões on 14/02/2014 at 00:12
    • Responder

    “Tenho só uma questão, esta forma de energia é mais segura?”

    Tem potencialidades 🙂 MAS infelizmente a nossa tecnologia está MUITO longe de conseguir aproveitar esse tipo de fusão para produzir energia útil. Tão longe que não se sabe se alguma vez será capaz. 🙁

  5. Obrigado pelo reparo 🙂
    O caso da nossa estrela, como os elementos pesados absorvem energia e não libertam, ficar-se-á pelo ferro.

  6. Boa noite

    Tenho só uma questão, esta forma de energia é mais segura?

    Cumprimentos

    • José Simões on 13/02/2014 at 18:24
    • Responder

    “A fusão nuclear consiste em “fundir” átomos de hidrogénio ”

    Não. A fusão nuclear consiste em fundir QUALQUER tipo de átomos. A maioria dos elementos no universo foi formada por fusão nuclear de elementos mais pesados que o hidrogénio, através da nucleosíntese estelar.

    E a fusão do hélio-3 com o deutério é o santo graal de energia barata e pouco poluente,

    1. Você interpretou errado. Ele não fez uma definição do que é a fusão nuclear, mas sim de como ocorreu neste caso específico. Tanto que usou a palavra “consistiu” e não “consiste”.

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