California laser fusion / Fusão a laser

O primeiro passo de uma tentativa de se chegar a uma era de enerrgia limpa, quase ilimitada, será dado hoje, com a abertura de uma gigante unidade projetada para recriar a força das estrelas em um armazem superdimensionado na Califórnia. A National Ignition Facility (NIF), de US$ 3,5 bilhões, ocupa um prédio de dez andares e área de três campos de futebol, e irá usar a força dos lasers para transformar pequenas pelotas de hidrogênio em energia termonuclear.

Se a máquina funcionar como planejado, será a primeira a gerar mais energia do que consome, uma façanha que poderia abrir caminho para estações comerciais de energia por fusão a laser e o fim dos problemas mundiais de segurança energética.

O prédio, que levou quase 15 anos sendo construído e equipado, deve ser inaugurado em uma cerimônia com a presença do secretário de energia dos Estados Unidos, o físico Steven Chu, e do governador da Califórnia, Arnold Schwarzenegger, que disse que a unidade poderia revolucionar "nosso futuro energético"."Se conseguirem, será um grande negócio. ninguém até hoje conseguiu um ganho líquido de energia," disse Derek Stork, diretor assistente técnico do centro de pesquisas de fusão atômica da Agência de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA), em Culham, Oxfordshire.

Dentro do prédio, os cientistas irão usar o mais poderoso laser do mundo para criar 192 raios de luz separados, que serão dirigidos a uma gota de hidrogênio congelado em uma violenta explosão com duração de 5 bilionésimos de segundo.

Cada pelota de combustível mede apenas dois milímetros de diâmetro mas custa US$ 40.000 porque precisam ser perfeitamente esféricas a fim de assegurar que colapsem da maneira apropriada quando o laser as atingir.

Os intensos raios produzem uma poderosa onda de choque que esmaga a pelota à velocidade de um milhão de milhas por hora, gerando temperaturas de 100.000.000ºC. Sob tais extremas condições, existentes apenas no centro das estrelas, os átomos de hidrogênio se fundem, produzindo hélio e enormes quantidades de energia. É o que faz o Sol.

A usina entrará em atividade gradualmente até a potência máxima nos próximos 12 meses, mais ou menos, mas as experiências estão programadas para ser feitas por volta de 2040.

Se o NIF der certo, os políticos serão pressionados a investir na tecnologia para desenvolver uma primeira geração de usinas para alimentar com a energia de fusão as redes de eletricidade.

Planos para uma unidade de fusão a laser foram feitos na UKAKEA, em Culham. O Hiper projeto usaria dois lasers para produzir eneriga com água do mar e lítio, um elemento relativamente abundante.

Mil mteros cúbicos de água do mar têm energia de fusão equivalente a todas as reservas de petróleo do mundo.

A dificuldade é que o laser no coração da unidade só pode ser acionado um punhado de vezes ao dia. Entre cada disparo, a pelota de hidrogênio precisa ser trocada.

Nos próximos anos, cientistas querem ver aprimoramentos que permitam à unidade funcionar continuamente. Isso significa disparar o laser 10 vezes por segundo nas pelotas de combustível atiradas ao ar à medida que são jogadas na câmara de fusão.

A tentative first step towards an era of clean, almost limitless energy will take place today with the opening of a giant facility designed to recreate the power of the stars in an oversized warehouse in California.

The $3.5bn National Ignition Facility (NIF) sits in a 10-storey building covering three football fields and will harness the power of lasers to turn tiny pellets of hydrogen into thermonuclear energy.

If the machine works as planned, it will become the first to generate more energy than it consumes, a feat that could pave the way for commercial laser fusion power stations and an end to the world's energy security problems.

The building, which has taken almost 15 years to build and commission, is due to be opened in a ceremony attended by the US energy secretary, Steven Chu, and the California governor, Arnold Schwarzenegger, who has said the facility could "revolutionise our energy future".

"If they're successful, it will be a very big deal. No one has achieved a net gain in energy before," said Derek Stork, assistant technical director at the UK United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA)'s centre for fusion research in Culham, Oxfordshire.

Inside the building, scientists will use the world's most powerful laser to create 192 separate beams of light that will be directed at a bead of frozen hydrogen in a violent burst lasting five billionths of a second. Each fuel pellet measures just two millimetres across but costs around $40,000, because they must be perfectly spherical to ensure they collapse properly when the laser light strikes.

The intense beams produce a powerful shockwave that crunches the fuel pellet at a million miles an hour, generating temperatures of around 100,000,000ºC. Under such extreme conditions, which are found only in the core of stars, the hydrogen atoms will fuse, producing helium and vast amounts of energy.

The facility will gradually work up to full power over the next 12 months or so, but experiments are scheduled to run until around 2040.

If the NIF succeeds, politicians will be under pressure to invest in the technology to develop a first generation of demonstration plants to feed fusion energy into electricity grids.

Plans for a laser fusion plant have been drawn up at UKAEA in Culham. The Hiper project would use two lasers to produce power from seawater and lithium, an abundant element.

"When this works, it will immediately change the future energy map for the world. One cubic kilometre of sea water has the fusion energy equivalent of whole world's oil reserves," said John Parris at the Hiper project. That would overturn concerns over energy security caused by vast amounts of the globe's oil been locked up beneath a small number of nations.

The NIF facility must overcome major technical hurdles before scientists can start celebrating.

The laser at the heart of the facility can only fire a handful of times a day. In between each shot, the hydrogen fuel pellet needs to be replaced.

Over the coming years, scientists want to see improvements that allow the facility to run continuously. That could mean firing the laser 10 times a second, at fuel pellets that are shot mid air as they are dropped into the fusion chamber.