Resíduos Nucleares Podem se Tornar uma Fonte de Trítio para Energia de Fusão
Créditos da Imagem: Resíduos nucleares podem alimentar futuras usinas de energia de fusão Depositphotos
A iminente escassez de combustível para fusão nuclear pode ter uma solução inesperada. Um físico do Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL) sugere que o trítio para reatores de fusão poderia ser gerado a partir de resíduos nucleares remanescentes de usinas de fissão.
Se a energia de fusão se tornar viável, poderá revolucionar a produção de energia, fornecendo eletricidade virtualmente ilimitada sob demanda. No entanto, o desafio não é a física da fusão em si, mas a grave escassez do combustível necessário.
Por que a Fusão Precisa de Mais do que Hidrogênio Comum
Ao contrário da fissão, que divide átomos de urânio ou plutônio para liberar energia, a fusão funciona pela fusão de átomos de hidrogênio em hélio. A complicação reside no fato de que os reatores de fusão não podem funcionar com hidrogênio comum — eles requerem deutério e trítio, isótopos mais pesados do hidrogênio.
O deutério, encontrado na água do mar, é abundante o suficiente para suprir as necessidades da humanidade. O trítio, no entanto, é extraordinariamente escasso, com reservas globais estimadas em apenas 25 kg ± 14 kg. Sua raridade eleva os custos para cerca de US$ 15 milhões por libra (US$ 33 milhões por quilo), sendo os reatores de fissão do Canadá a principal fonte comercial atualmente.
Para colocar em perspectiva, abastecer um milhão de residências nos EUA por um ano exigiria cerca de 14,6 kg de trítio — muito além do que as reservas atuais podem cobrir. Se as usinas de fusão já estivessem disseminadas, o excesso de energia poderia ser usado para gerar mais trítio, mas como essa infraestrutura ainda não existe, uma alternativa precisa ser encontrada.
Uma Nova Abordagem de Los Alamos
Terence Tarnowsky, do LANL, tem explorado simulações de reatores que transformam resíduos de fissão em uma fonte de trítio. Sua abordagem se baseia em um conceito antigo, mas utiliza tecnologia moderna para torná-lo viável. O processo envolve selar resíduos radioativos — como urânio e plutônio — dentro de sal de lítio fundido e bombardeá-lo com partículas de alta energia de um acelerador linear supercondutor. Isso desencadeia a espalação, uma reação nuclear que libera nêutrons. Esses nêutrons interagem com o lítio, eventualmente produzindo trítio.
Uma vantagem fundamental é a segurança: a reação só continua enquanto o acelerador estiver ativo, tornando-a inerentemente subcrítica. Tarnowsky estima que um sistema de um gigawatt poderia gerar trítio anualmente suficiente para abastecer 800.000 residências — dez vezes a produção de um reator de fusão com capacidade térmica equivalente.
“Transições energéticas são sempre caras, então, sempre que houver uma maneira de aliviar esse fardo, devemos buscá-la”, disse Tarnowsky.
Ele apresentou suas descobertas na semana passada na reunião de outono da Sociedade Americana de Química.
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