Vinícius Njaim Duarte, cientista do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL), usará a verba para aprimoramento do confinamento de partículas em sistemas de fusão nuclear em equipamentos chamados Tokamaks. A fusão é uma promessa de geração de energia limpa e sustentável no futuro
No início de agosto, o físico brasileiro Vinícius Njaim Duarte, pesquisador do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL), da Universidade de Princeton, recebeu o prêmio Early Career Research Program Award de US$ 2,5 milhões, patrocinado pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos Estados Unidos, para aprimorar os estudos na produção de energia gerada a partir de equipamentos chamados Tokamaks, capazes de realizar a fusão nuclear de forma semelhante ao que ocorre em estrelas como o Sol e que tem a promessa de ser uma energia limpa e sustentável no futuro.
“O grande objetivo de pesquisas em física de plasmas é tornar viável a geração de energia por fusão. Estamos chegando cada vez mais perto disso – as barreiras são grandes, porém transponíveis. É difícil estimar quando, mas deve ser a energia do futuro”, afirma o físico, que foi o vencedor do prêmio José Leite Lopes, concedido pela Sociedade Brasileira de Física (SBF), em 2018, com a tese de doutorado “Dinâmica quase-linear e não-linear de automodos de Alfvén excitados por íons energéticos”, sob a orientação do cientista Ricardo Galvão, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP) e atual presidente do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
O conceito do Tokamak nasceu na década de 1950, na União Soviética, proposto por Igor Tamm e Andrei Sakarov, que consiste em aquecer o plasma a altíssimas temperaturas dentro de um dispositivo de formato toroidal. Para evitar que as partículas superaquecidas do plasma derretam as paredes da máquina, bobinas criam campos eletromagnéticos que ordenam a movimentação do plasma de forma a evitar esse choque, que provoca não apenas o derretimento do material, mas também o resfriamento do plasma.
Experimentos com produção de energia por fusão ocorreram pela primeira vez em 1993, em Princeton, e em 1997, em Culham no Reino Unido, utilizando um plasma de deutério e o trítio, aquecido a cerca de 150 milhões de graus celsius. Para fins de comparação, a temperatura do interior do Sol é de 15 milhões de graus celsius. Mas, por enquanto, a energia despendida para o funcionamento do sistema tem sido maior que a liberada pelos experimentos.
A aposta nesse tipo de energia é tamanha que seis países, juntamente com a União Europeia, estão investindo cerca de US$ 25 bilhões na construção do International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), em Cadarache, no sul da França, a fim de desenvolver um reator em uma instalação de 32 mil toneladas, porém ainda em nível científico, sem aplicação comercial, embora existam projetos nesse sentido por parte de empresas privadas e de países como a China. A expectativa é a de que o ITER produza 500 MW a partir de uma injeção de 50 MW a fim de provar a viabilidade científica da fusão nuclear para geração de energia elétrica e criar uma base de dados para contribuir na construção da primeira planta de produção de eletricidade por fusão.
No Brasil, há um tokamak no Instituto de Física da USP e outro no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais que, segundo Duarte, oferecem muitas oportunidades aos estudantes na área de pesquisa. A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) tem um projeto de construção do Laboratório de Fusão Nuclear (LFN) a ser erguido em Iperó, no interior do Estado de São Paulo.
Para conhecer melhor essa possível futura fonte de energia, veja palestra de Duarte ao Instituto de Física da USP:
(Colaborou Roger Marzochi)