Laser gigante de 'Star Trek' será testado em descoberta de fusão

26 de dezembro de 2022

por David R Baker, Will Wade, Bloomberg News

A descoberta ocorreu em uma fatia de tempo impossivelmente pequena, menos do que um feixe de luz leva para se mover uma polegada. Naquele pequeno momento, a fusão nuclear como fonte de energia passou de um sonho distante para a realidade. O mundo agora está lutando com as implicações do marco histórico. Para Arthur Pak e inúmeros outros cientistas que passaram décadas chegando a esse ponto, o trabalho está apenas começando.

Pak e seus colegas do Lawrence Livermore National Laboratory agora se deparam com uma tarefa assustadora: fazer de novo, mas melhor e maior.

Isso significa aperfeiçoar o uso do maior laser do mundo, alojado no National Ignition Facility do laboratório, que os fãs de ficção científica reconhecerão do filme "Star Trek: Into Darkness", quando foi usado como cenário para o núcleo de dobra da nave estelar. Empreendimento. Pouco depois da 1h do dia 5 de dezembro, o laser disparou 192 feixes em três pulsos cuidadosamente modulados em um cilindro contendo uma minúscula cápsula de diamante cheia de hidrogênio, na tentativa de desencadear a primeira reação de fusão que produziu mais energia do que a necessária para criá-la. Ele conseguiu, iniciando o caminho em direção ao que os cientistas esperam que um dia seja uma nova fonte de energia livre de carbono que permitirá aos humanos aproveitar a mesma fonte de energia que ilumina as estrelas.

Pak, que ingressou no laboratório Lawrence Livermore nos arredores de San Francisco em 2010, acordou às 3 da manhã daquele dia, incapaz de resistir a verificar os resultados iniciais de sua casa em San Jose. Ele tentou ficar acordado para a injeção em si, finalmente desistindo quando os preparativos meticulosos do experimento se arrastaram até tarde da noite. "Se você ficasse acordado para cada tiro, todas as vezes por 10 anos, você enlouqueceria", disse ele.

Nos últimos meses, ficou claro que sua equipe estava chegando perto e, na escuridão antes do amanhecer, ele verificou um número-chave que poderia mostrar se eles haviam conseguido - uma contagem de nêutrons produzidos pela explosão.

"Quando vi esse número, fiquei impressionado", disse ele.

"Você pode trabalhar toda a sua carreira e nunca ver este momento. Você está fazendo isso porque acredita no destino e gosta do desafio", disse Pak, líder de diagnóstico do experimento. "Quando os humanos se unem e trabalham coletivamente, podemos fazer coisas incríveis."

A equipe do Lawrence Livermore – um laboratório de pesquisa financiado pelo governo – provavelmente fará seu próximo teste em fevereiro, com vários outros experimentos nos meses seguintes. O objetivo será continuar aumentando a quantidade de energia produzida na reação. Isso significa mais ajustes: use mais energia do laser. Ajuste a explosão do laser. Gere mais raios X dentro do alvo - uma etapa fundamental do processo - usando a mesma quantidade de energia. Talvez, eventualmente, atualizar a própria instalação, uma decisão que exigiria a adesão do Departamento de Energia e uma grande quantidade de financiamento.

Tudo isso levará anos, senão décadas, começando com os experimentos do laboratório Lawrence Livermore que duram apenas nanossegundos.

"Precisamos descobrir: podemos simplificar? Podemos tornar esse processo mais fácil e repetível? Podemos começar a fazê-lo mais de uma vez por dia?" disse Kim Budil, diretor do laboratório Lawrence Livermore. "Cada um deles é um incrível desafio científico e de engenharia para nós."

A maioria dos especialistas prevê que o mundo ainda está pelo menos 20 a 30 anos longe de a tecnologia de fusão se tornar viável em uma escala grande e acessível o suficiente para produzir energia comercial. Essa linha do tempo coloca a fusão além do escopo de ser significativamente usada para atingir as metas mundiais de emissões líquidas zero até 2050. Nesse sentido, a fusão pode ser a fonte de energia livre de carbono do futuro, mas não da atual transição energética global que enfrentamos. obstáculos contínuos.

A fusão capturou a imaginação científica por décadas. Já é usado para dar às armas nucleares modernas seu poder devastador, mas o sonho é domesticá-lo para a demanda civil de energia. Se puder ser ampliado, levará a usinas que fornecem eletricidade abundante dia e noite sem emitir gases de efeito estufa. E ao contrário da energia nuclear de hoje, gerada por meio de um processo chamado fissão, ela não criaria resíduos radioativos de vida longa. Gerações inteiras de cientistas a perseguiram. O principal conselheiro científico do presidente Joe Biden, Arati Prabhakar, passou um verão trabalhando no programa de fusão a laser do laboratório como um estudante universitário de 19 anos de boca de sino - em 1978.