\u00c0 1h03 da segunda-feira, 5 de dezembro, cientistas do National Ignition Facility, na Calif\u00f3rnia, apontaram seu laser de 192 feixes para um cilindro contendo uma min\u00fascula c\u00e1psula de combust\u00edvel de diamante.<\/p>\n
Essa poderosa explos\u00e3o de luz laser criou imensas temperaturas e press\u00f5es e provocou uma rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o – a rea\u00e7\u00e3o que alimenta o sol.<\/p>\n
O National Ignition Facility (NIF), parte do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), j\u00e1 havia feito tais experimentos antes, mas desta vez a energia que saiu da rea\u00e7\u00e3o foi maior do que a pot\u00eancia do laser usado para ativ\u00e1-la.<\/p>\n
Os cientistas tentam h\u00e1 d\u00e9cadas atingir esse limite e a esperan\u00e7a \u00e9, um dia, construir usinas de energia que empregam uma rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o para gerar eletricidade abundante e livre de carbono.<\/p>\n
Esse resultado ainda est\u00e1 um pouco longe de ser alcan\u00e7ado e, enquanto isso, muito trabalho precisa ser feito no desenvolvimento da tecnologia.<\/p>\n
Um dos principais componentes do NIF \u00e9 uma c\u00e1psula de diamante sint\u00e9tico do tamanho de um gr\u00e3o de pimenta, que cont\u00e9m o combust\u00edvel.<\/p>\n
As propriedades dessa c\u00e1psula esf\u00e9rica s\u00e3o cruciais para criar um experimento de fus\u00e3o bem-sucedido.<\/p>\n
A esfera deve ser perfeitamente lisa e livre de contamina\u00e7\u00e3o – qualquer anomalia pode acabar com o experimento.<\/p>\n
Essas esferas projetadas com precis\u00e3o n\u00e3o s\u00e3o feitas na Calif\u00f3rnia. Eles s\u00e3o o resultado de anos de trabalho da Diamond Materials, uma empresa sediada em Freiburg, na Alemanha.<\/p>\n
“A demanda pelas c\u00e1psulas [esf\u00e9ricas] \u00e9 muito alta”, diz Christoph Wild que, ao lado de Eckhard W\u00f6rner, \u00e9 diretor administrativo da Diamond Materials.<\/p>\n
“Colaboramos de perto com Lawrence Livermore e tentamos minimizar defeitos como impurezas, cavidades ou paredes irregulares.”<\/p>\n
A equipe de 25 pessoas da Diamond Materials fabrica diamantes sint\u00e9ticos por meio de um processo chamado deposi\u00e7\u00e3o de vapor qu\u00edmico.<\/p>\n
Do in\u00edcio ao acabamento<\/strong><\/p>\n Leva cerca de dois meses para criar cada lote de 20 a 40 c\u00e1psulas, que s\u00e3o feitas meticulosamente colocando min\u00fasculos cristais de diamante em torno de um n\u00facleo de carboneto de sil\u00edcio e polindo repetidamente.<\/p>\n Durante o processo de desenvolvimento, eles descobriram que mesmo o polimento mais meticuloso n\u00e3o era suficiente, pois no n\u00edvel microsc\u00f3pico a superf\u00edcie ainda estava esburacada e irregular.<\/p>\n Trabalhando com equipes do LLNL, eles finalmente descobriram que poderiam esmaltar uma c\u00e1psula polida com uma nova camada de cristais de diamante para obter o acabamento espelhado limpo de que precisavam.<\/p>\n Quando as c\u00e1psulas de diamante chegam ao LLNL, o n\u00facleo de sil\u00edcio \u00e9 removido e um min\u00fasculo tubo de vidro \u00e9 usado para encher a esfera oca com deut\u00e9rio e tr\u00edtio, ambos tipos pesados de hidrog\u00eanio, que alimentam a rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o.<\/p>\n “Em torno desses combust\u00edveis de pellets est\u00e1 um cilindro de ouro e ur\u00e2nio enfraquecido”, explica Mike Farrell, vice-presidente de tecnologia de fus\u00e3o inercial da General Atomics, que \u00e9 o maior parceiro industrial da LLNL.<\/p>\n A terceira e \u00faltima camada da c\u00e1psula \u00e9 um cilindro de alum\u00ednio usado para resfriar o conte\u00fado da c\u00e1psula antes da rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n Outra \u00e1rea crucial da tecnologia para o NIF \u00e9 a \u00f3tica – qualquer coisa que suporte a transmiss\u00e3o, detec\u00e7\u00e3o ou utiliza\u00e7\u00e3o da luz.<\/p>\n Como o NIF opera o laser mais poderoso do mundo, ele usa muito dessa tecnologia e os componentes \u00f3pticos s\u00e3o danificados toda vez que a m\u00e1quina \u00e9 acionada.<\/p>\n Desde o in\u00edcio dos anos 1970, a NIF tem trabalhado em estreita colabora\u00e7\u00e3o com fabricantes de \u00f3ptica como a Zygo Corporation e a fabricante de vidro especializada SCHOTT para ajustar e fornecer pe\u00e7as de reposi\u00e7\u00e3o, bem como detritos e escudos de explos\u00e3o.<\/p>\n Ap\u00f3s o experimento bem-sucedido de dezembro, o pr\u00f3ximo desafio para o NIF e seus parceiros ser\u00e1 melhorar ainda mais a tecnologia para replicar e melhorar a rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n Mike Farrell espera que o passo \u00e0 frente possa ajudar a promover o apoio para pesquisas futuras.<\/p>\n “O experimento mudou a opini\u00e3o cient\u00edfica. A igni\u00e7\u00e3o sempre foi considerada quase inating\u00edvel, [ou algo que s\u00f3 pode acontecer] 40 anos no futuro. O resultado em dezembro foi revelador.”<\/p>\n De volta a Freiburg, a Diamond Materials espera poder investir mais tempo em pesquisa. “Cerca de 20% de nossa equipe est\u00e1 envolvida em pesquisa e n\u00f3s, dois diretores administrativos, tamb\u00e9m somos f\u00edsicos”, diz Wild.<\/p>\n “A pesquisa no n\u00edvel que produzimos requer muitos recursos e n\u00e3o podemos negligenciar a produ\u00e7\u00e3o. Portanto, provavelmente continuaremos a aumentar a equipe. Afinal, a pesquisa de hoje leva aos produtos de amanh\u00e3.”<\/p>\n Equipes de todo o mundo est\u00e3o se esfor\u00e7ando para construir uma usina de de fus\u00e3o funcional – usando todos os tipos de abordagens. Mas levar\u00e1 muitos anos e bilh\u00f5es de d\u00f3lares de investimento.<\/p>\n O marco do ano passado no NIF provavelmente dar\u00e1 um impulso ao setor, diz Farrell: “Obter financiamento governamental e corporativo pode ser mais f\u00e1cil agora que mostramos que a igni\u00e7\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel.”<\/p>\n Esse investimento ser\u00e1 necess\u00e1rio para superar os consider\u00e1veis desafios de engenharia enfrentados na constru\u00e7\u00e3o de uma usina de energia e, em especial, para encontrar materiais que possam resistir \u00e0 grande quantidade de energia emitida pelo processo de fus\u00e3o.<\/p>\n Mas Farrell \u00e9 r\u00e1pido em apontar a velocidade com que o progresso pode ganhar for\u00e7a depois que o avan\u00e7o inicial \u00e9 feito.<\/p>\n “Depois de mostrar os primeiros princ\u00edpios, como acabamos de fazer, os engenheiros assumem as r\u00e9deas para descobrir como fazer isso de forma reproduz\u00edvel.”<\/p>\n “Lembre-se, o primeiro voo dos irm\u00e3os Wright aconteceu em 1903 e o primeiro voo supers\u00f4nico foi na d\u00e9cada de 1950. Em 40 anos ou mais, muita coisa pode progredir.”<\/p>\n