#119 Nuno Loureiro - Chegou finalmente o tempo da energia de fusão?

Livro «Política a 45 Graus»: https://www.wook.pt/livro/politica-a-45-graus-jose-maria-pimentel/24589960

Nuno Loureiro é licenciado em Engenharia Física Tecnológica pelo Instituto Superior Técnico, e doutorado em física pelo Imperial College de Londres. A sua especialidade é a física dos plasmas e as suas aplicações à fusão nuclear e a problemas do domínio da astrofísica. Actualmente é professor catedrático do departamento de Ciência e Engenharia Nuclear e do departamento de Física do Massachusetts Institute of Technology, EUA. 

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Índice da conversa:

(0:00) Introdução

(07:36) Como funciona a energia nuclear de fusão? Reagentes: deutério e trítio (isótopos de hidrogéneo)

(14:57) Porque é tão difícil gerar fusão nuclear? Potencial da computação quântica

(25:46) De onde vem a energia nuclear?

(28:40) Progressos recentes. Record do National Ignition Facility (NIF) de Agosto 2021. Record do JET de Fevereiro de 2022. Projecto ITER. Fusão magnética vs inercial (laser). Investimento privado.

(39:00) O que explica progressos recentes? Cimeira na Casa Branca em Março.

(42:46) Desafios para tornar energia de fusão comercialmente viável. 

(46:54) Como converter energia nuclear em electricidade? Aneutronic Fusion

(48:07) Há perigos na fusão nuclear, como na energia nuclear tradicional (de fissão)? 

(50:30) O que estão a fazer as empresas privadas de diferente? Germany’s Wendelstein 7-X stellarator.

(55:39) Porque é que a Europa está a liderar a investigação nesta área?

(58:40) Que método é mais promissor: confinamento magnético ou inercial (laser)?

(01:02:13) Como a investigação nesta área ilumina a Astrofísica.

(01:04:44) Previsões: quando vamos conseguir tornar a energia de fusão viável? 

Livros recomendados: The Star Builders, de Arthur Turrell. Star Power, de Alain Bécoulet

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Todos sabemos que, para fazer face às alterações climáticas, o Mundo tem forçosamente de diminuir o consumo de energias fósseis. O petróleo e o gás são, além disso, altamente sensíveis a perturbações geopolíticas, como os últimos meses têm mostrado, com impacto directo na vida das pessoas. No entanto, a verdade é que a energia é necessária, e as energias renováveis ainda não permitem fazer face às necessidades energéticas, de tal forma que o grosso da energia consumida no mundo continua a ser de combustíveis fósseis. 

Mas e se vos dissesse que existe uma fonte de energia alternativa que não emite dióxido de carbono para a atmosfera, tem um baixo risco associado e é, além disso, virtualmente ilimitada? Parece exagero, mas é verdade. Chama-se energia de fusão nuclear. Esta energia é ainda mais poderosa do que a energia nuclear clássica (de fissão), utiliza matérias ilimitadas (átomos e isótopos de hidrogénio) e, ao contrário daquela, produz muito pouca radioactividade. E se vos dissesse, ainda, que tem havido nos últimos tempos avanços promissores que podem tornar esta energia viável nas próximas décadas?

Há muito tempo, há quase um século, que sabemos que é possível produzir energia de fusão. Por uma razão simples: é ela a fonte de energia do Sol, onde as altas temperaturas e a enorme gravidade geram a fusão de átomos de hidrogénio. No entanto, conseguir gerar este tipo de reacção na terra tem-se revelado muito difícil. Esta dificuldade é de tal forma, que há até uma piada batida no meio: “faltam só 30 anos até termos energia de fusão… e hão-de sempre faltar!”.

Abordei a energia de fusão pela primeira vez no 45 Graus, no final de 2018, no episódio 42, com Luís O. Silva, físico e professor do Técnico. Em qualquer outra altura das últimas décadas, é quase certo que um episódio gravado há 3 anos continuaria perfeitamente actual. No entanto, desta vez não é assim -- e por bons motivos. Tem havido nos últimos anos desenvolvimentos importantes nesta área. Só no último ano, verificaram-se dois dos maiores avanços concretos das últimas décadas no caminho para produzir energia de fusão. Em Agosto do ano passado, nos EUA, a National Ignition Facility (NIF) bateu o record no que toca ao rácio de energia gerada pelo processo de fusão nuclear face à energia que foi necessário injectar para accionar a fusão (a energia gerada continua a ser menos do que a energia injectada, mas é um resultado muito promissor). E mais recentemente, em fevereiro deste ano (o que, em Ciência, é o mesmo que dizer -- ontem), o laboratório JET, no Reino Unido, bateu o record do máximo de energia total gerada pelo processo de fusão. Ainda faltam muitos passos para tornar esta energia viável, mas estes são dois progressos muito importantes; de tal forma que ainda em Março houve uma cimeira importante sobre o tema organizada pelo governo norte-americano. 

Ao mesmo tempo, estes progressos e o imperativo de encontrar soluções para as alterações climáticas tem levado a um aumento do investimento, inclusive privado, com dezenas de novas empresas a tentarem, actualmente, serem as primeiras a produzir energia de fusão viável.

Parece por isso, finalmente, que podemos ter uma expectativa realista de ver avanços importantes nesta área no futuro próximo. 

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Obrigado aos mecenas do podcast:

Julie Piccini, Ana Raquel Guimarães

Galaró family, José Luís Malaquias, Francisco Hermenegildo, Nuno Costa, Abílio Silva, Salvador Cunha, Bruno Heleno, António llms, Helena Monteiro, BFDC, Pedro Lima Ferreira, Miguel van Uden, João Ribeiro, Nuno e Ana, João Baltazar, Miguel Marques, Corto Lemos, Carlos Martins, Tiago Leite

Tomás Costa, Rita Sá Marques, Geoffrey Marcelino, Luis, Maria Pimentel, Rui Amorim, RB, Pedro Frois Costa, Gabriel Sousa, Mário Lourenço, Filipe Bento Caires, Diogo Sampaio Viana, Tiago Taveira, Ricardo Leitão, Pedro B. Ribeiro, João Teixeira, Miguel Bastos, Isabel Moital, Arune Bhuralal, Isabel Oliveira, Ana Teresa Mota, Luís Costa, Francisco Fonseca, João Nelas, Tiago Queiroz, António Padilha, Rita Mateus, Daniel Correia, João Saro

João Pereira Amorim, Sérgio Nunes, Telmo Gomes, André Morais, Antonio Loureiro, Beatriz Bagulho, Tiago Stock, Joaquim Manuel Jorge Borges, Gabriel Candal, Joaquim Ribeiro, Fábio Monteiro, João Barbosa, Tiago M Machado, Rita Sousa Pereira, Henrique Pedro, Cloé Leal de Magalhães, Francisco Moura, Rui Antunes7, Joel, Pedro L, João Diamantino, Nuno Lages, João Farinha, Henrique Vieira, André Abrantes, Hélder Moreira, José Losa, João Ferreira, Rui Vilao, Jorge Amorim, João Pereira, Goncalo Murteira Machado Monteiro, Luis Miguel da Silva Barbosa, Bruno Lamas, Carlos Silveira, Maria Francisca Couto, Alexandre Freitas, Afonso Martins, José Proença, Jose Pedroso, Telmo , Francisco Vasconcelos, Duarte , Luis Marques, Joana Margarida Alves Martins, Tiago Parente, Ana Moreira, António Queimadela, David Gil, Daniel Pais, Miguel Jacinto, Luís Santos, Bernardo Pimentel, Gonçalo de Paiva e Pona , Tiago Pedroso, Gonçalo Castro, Inês Inocêncio, Hugo Ramos, Pedro Bravo, António Mendes Silva, paulo matos, Luís Brandão, Tomás Saraiva, Ana Vitória Soares, Mestre88 , Nuno Malvar, Ana Rita Laureano, Manuel Botelho da Silva, Pedro Brito, Wedge, Bruno Amorim Inácio, Manuel Martins, Ana Sousa Amorim, Robertt, Miguel Palhas, Maria Oliveira, Cheila Bhuralal, Filipe Melo, Gil Batista Marinho, Cesar Correia, Salomé Afonso, Diogo Silva, Patrícia Esquível , Inês Patrão, Daniel Almeida, Paulo Ferreira, Macaco Quitado, Pedro Correia, Francisco Santos, Antonio Albuquerque, Renato Mendes, João Barbosa, Margarida Gonçalves, Andrea Grosso, João Pinho , João Crispim, Francisco Aguiar , João Diogo, João Diogo Silva, José Oliveira Pratas, João Moreira, Vasco Lima, Tomás Félix, Pedro Rebelo, Nuno Gonçalves, Pedro , Marta Baptista Coelho, Mariana Barosa, Francisco Arantes, João Raimundo, Mafalda Pratas, Tiago Pires, Luis Quelhas Valente, Vasco Sá Pinto, Jorge Soares, Pedro Miguel Pereira Vieira, Pedro F. Finisterra, Ricardo Santos

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Esta conversa foi editada por: Hugo Oliveira

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Bio: Nuno Loureiro é licenciado em Engenharia Física Tecnológica pelo Instituto Superior Técnico, e doutorado em física pelo Imperial College de Londres. A sua especialidade é a física dos plasmas e as suas aplicações à fusão nuclear e a problemas do domínio da astrofísica. Actualmente é professor catedrático do departamento de Ciência e Engenharia Nuclear e do departamento de Física do Massachusetts Institute of Technology, EUA.