Publicado originalmente em "Physics of Plasma", a Sociedade Max Planck resumiu de forma breve e concisa o status atual de vários sistemas de fusão nuclear. Certamente o mais interessante neste contexto é o chamado produto triplo, que representa a densidade dos núcleos atômicos disponíveis, sua temperatura e a duração de um estado estável como uma multiplicação desses valores.

Se o resultado for suficientemente elevado, o limite para um balanço energético positivo é excedido pela respectiva tecnologia. Isso significa que sai mais energia do que foi colocada. Isso é exatamente o que foi alcançado pela primeira vez com a fusão a laser em 2021. O centro de pesquisa dos EUA "National Ignition Facility" disparou luz laser contra esferas metálicas.

Os raios X acionados dessa forma aquecem o hidrogênio interno até a temperatura necessária. Ao mesmo tempo, a pressão no sistema fechado aumenta consideravelmente, o que acelera a fusão nuclear. Em última análise, a energia térmica excede a energia necessária do laser.

Em uma etapa posterior, a esfera também pode ser disparada diretamente até implodir, mas sem raios X adicionais. No entanto, isso ainda não funciona de forma muito confiável. E, infelizmente, a cada vez é preciso inserir uma nova esfera. A operação contínua, que seria necessária para uma central eléctrica, não pode ser realizada com este método.

O equilíbrio energético encontra a realidade

Em teoria, porém, um tokamak - um eletroímã gigantesco com plasma circulando em seu interior, que é aquecido até a temperatura por meio de radiação externa e aquecimento interno - é capaz de precisamente esta operação contínua. Contudo, as necessidades energéticas são tão enormes que nem mesmo o ITER, o primeiro reactor de fusão nuclear totalmente funcional ainda em construção, poderia gerar electricidade - pelo contrário.

No entanto, a tecnologia está madura, tem sido pesquisada há décadas e é adequada para uma usina comercial se o excedente de energia for atingido. Isto não significa que outro conceito ainda não possa superar as ideias experimentadas e testadas. Por exemplo, existem planos para gerar pressão adicional num tokamak. Isto reduziria significativamente a temperatura necessária, o que significa que este princípio é pelo menos viável. O produto triplo corresponde ao tokamak JT-60U em Naka, Japão. Isso significa que é necessária dez vezes mais energia do que pode ser produzida.

Outras ideias visam usar a energia de impacto para causar um aumento repentino de pressão e temperatura. "First Light Fusion", um spin-off da Universidade de Oxford, está disparando uma cápsula cheia de hidrogênio. As ondas de choque desencadeadas têm como objetivo gerar a pressão necessária para criar melhores condições para a fusão nuclear. No entanto, apenas a ideia básica é clara aqui, a implementação permanece nebulosa.

E nas empresas TAE e Helion, dois pacotes que já foram convertidos em plasma são disparados em um campo magnético em velocidade máxima e colidem diretamente um com o outro. No entanto, até agora você tem que colocar mil vezes mais energia neste sistema do que recebe de volta.

Condições como as do núcleo do Sol: há muitas ideias e as pesquisas continuarão, pois o ainda distante o objetivo é muito tentador.