Combustível quântico promete revolucionar a fusão nuclear ao aumentar significativamente sua eficiência.

A técnica, desenvolvida por pesquisadores do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (EUA), utiliza o deutério (2H) e o trítio (3H), reconhecidos como os combustíveis mais viáveis para sustentar reações de fusão.

A inovação está na polarização de spin, um processo que ajusta as propriedades quânticas dos combustíveis. Com essa abordagem, é possível maximizar a eficiência das reações, reduzindo drasticamente a quantidade de trítio necessária para operar os reatores. Essa economia traz múltiplos benefícios, como a redução de custos, o aumento da segurança – já que o trítio é radioativo – e a compactação dos sistemas.

Além disso, a polarização permite que apenas metade dos combustíveis precise passar pelo ajuste, enquanto a proporção de deutério na mistura pode ultrapassar 60%. Essa alteração possibilita um aproveitamento mais eficiente do trítio, sem comprometer a energia gerada. “Queríamos melhorar a eficiência da queima do trítio, um recurso difícil de obter e nem sempre aproveitado integralmente nos dispositivos de fusão”, explicou Ahmed Diallo, cientista envolvido no projeto.

A polarização de spin é uma técnica já existente, mas sua aplicação em larga escala para combustíveis nucleares representa um avanço significativo no campo da fusão nuclear. Se implementada, essa abordagem poderá acelerar o desenvolvimento de sistemas de fusão mais acessíveis e sustentáveis.

Com o contínuo progresso nessa área, especialistas enxergam uma oportunidade real para que a fusão nuclear deixe de ser um conceito teórico e se torne uma fonte limpa e praticamente inesgotável de energia no futuro.

O conceito de “spin” quântico, muitas vezes confundido com o “giro orbital” dos elétrons, é, na verdade, um momento magnético fundamentalmente distinto. Esse fenômeno é crucial na fusão nuclear, especialmente quando se trata de deutério e trítio, que possuem apenas um elétron. Quando esses átomos têm spins alinhados, aumenta significativamente a probabilidade de fusão, o que pode gerar mais energia a partir da mesma quantidade de combustível. Técnicas de polarização de spin, embora não alcancem 100% de alinhamento, já demonstraram melhorar a eficiência da queima do trítio, reduzindo o consumo desse combustível radioativo.

A redução do uso de trítio tem um impacto significativo na segurança da fusão nuclear, dado que o trítio é radioativo. Por exemplo, em um tokamak produzindo 481 MW de energia, a polarização de spin pode reduzir a necessidade de trítio de 0,69 kg para 0,08 kg, e, em um cenário de polarização total, essa quantidade cairia para apenas 0,03 kg. Isso diminui o risco de vazamentos ou contaminação, além de facilitar a criação de sistemas de fusão mais seguros e eficientes.

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