A morte inesperada e prematura de Nuno Loureiro foi um choque profundo. Em mais de oito anos de 45 Graus, nunca tinha perdido um convidado tão jovem e brilhante, com tanto ainda para dar ao mundo. Apesar da sua partida, o seu legado permanece. Espero que este episódio contribua para divulgar a área da fusão nuclear e inspire novos investigadores a seguir o caminho científico que o Nuno deixou aberto.

Recorde aqui o episódio 119, originalmente publicado em abril de 2022.

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Nuno Loureiro é licenciado em Engenharia Física Tecnológica pelo Instituto Superior Técnico, e doutorado em física pelo Imperial College de Londres. A sua especialidade é a física dos plasmas e as suas aplicações à fusão nuclear e a problemas do domínio da astrofísica. Actualmente é professor catedrático do departamento de Ciência e Engenharia Nuclear e do departamento de Física do Massachusetts Institute of Technology, EUA. 

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Índice da conversa:

(0:00) Introdução

(07:36) Como funciona a energia nuclear de fusão? Reagentes: deutério e trítio (isótopos de hidrogéneo)

(14:57) Porque é tão difícil gerar fusão nuclear? Potencial da computação quântica

(25:46) De onde vem a energia nuclear?

(28:40) Progressos recentes.  Record do National Ignition Facility (NIF) de Agosto 2021.  Record do JET de Fevereiro de 2022. Projecto ITER. Fusão magnética vs inercial (laser). Investimento privado.

(39:00) O que explica progressos recentes?  Cimeira na Casa Branca em Março.

(42:46) Desafios para tornar energia de fusão comercialmente viável. 

(46:54) Como converter energia nuclear em electricidade? Aneutronic Fusion

(48:07) Há perigos na fusão nuclear, como na energia nuclear tradicional (de fissão)? 

(50:30) O que estão a fazer as empresas privadas de diferente? Germany’s Wendelstein 7-X stellarator.

(55:39) Porque é que a Europa está a liderar a investigação nesta área?

(58:40) Que método é mais promissor: confinamento magnético ou inercial (laser)?

(01:02:13) Como a investigação nesta área ilumina a Astrofísica.

(01:04:44) Previsões: quando vamos conseguir tornar a energia de fusão viável? 

Livros recomendados:  The Star Builders, de Arthur Turrell. Star Power, de Alain Bécoulet

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Todos sabemos que, para fazer face às alterações climáticas, o Mundo tem forçosamente de diminuir o consumo de energias fósseis. O petróleo e o gás são, além disso, altamente sensíveis a perturbações geopolíticas, como os últimos meses têm mostrado, com impacto directo na vida das pessoas. No entanto, a verdade é que a energia é necessária, e as energias renováveis ainda não permitem fazer face às necessidades energéticas, de tal forma que o grosso da energia consumida no mundo continua a ser de combustíveis fósseis. 

Mas e se vos dissesse que existe uma fonte de energia alternativa que não emite dióxido de carbono para a atmosfera, tem um baixo risco associado e é, além disso, virtualmente ilimitada? Parece exagero, mas é verdade. Chama-se energia de fusão nuclear. Esta energia é ainda mais poderosa do que a energia nuclear clássica (de fissão), utiliza matérias ilimitadas (átomos e isótopos de hidrogénio) e, ao contrário daquela, produz muito pouca radioactividade. E se vos dissesse, ainda, que tem havido nos últimos tempos avanços promissores que podem tornar esta energia viável nas próximas décadas?

Há muito tempo, há quase um século, que sabemos que é possível produzir energia de fusão. Por uma razão simples: é ela a fonte de energia do Sol, onde as altas temperaturas e a enorme gravidade geram a fusão de átomos de hidrogénio. No entanto, conseguir gerar este tipo de reacção na terra tem-se revelado muito difícil. Esta dificuldade é de tal forma, que há até uma piada batida no meio: “faltam só 30 anos até termos energia de fusão… e hão-de sempre faltar!”.

Abordei a energia de fusão pela primeira vez no 45 Graus, no final de 2018, no episódio 42, com Luís O. Silva, físico e professor do Técnico. Em qualquer outra altura das últimas décadas, é quase certo que um episódio gravado há 3 anos continuaria perfeitamente actual. No entanto, desta vez não é assim -- e por bons motivos. Tem havido nos últimos anos desenvolvimentos importantes nesta área. Só no último ano, verificaram-se dois dos maiores avanços concretos das últimas décadas no caminho para produzir energia de fusão. Em Agosto do ano passado, nos EUA, a National Ignition Facility (NIF) bateu o record no que toca ao rácio de energia gerada pelo processo de fusão nuclear face à energia que foi necessário injectar para accionar a fusão (a energia gerada continua a ser menos do que a energia injectada, mas é um resultado muito promissor). E mais recentemente, em fevereiro deste ano (o que, em Ciência, é o mesmo que dizer -- ontem), o laboratório JET, no Reino Unido, bateu o record do máximo de energia total gerada pelo processo de fusão. Ainda faltam muitos passos para tornar esta energia viável, mas estes são dois progressos muito importantes; de tal forma que ainda em Março houve uma cimeira importante sobre o tema organizada pelo governo norte-americano. 

Ao mesmo tempo, estes progressos e o imperativo de encontrar soluções para as alterações climáticas tem levado a um aumento do investimento, inclusive privado, com dezenas de novas empresas a tentarem, actualmente, serem as primeiras a produzir energia de fusão viável.

Parece por isso, finalmente, que podemos ter uma expectativa realista de ver avanços importantes nesta área no futuro próximo. 

 

 

A morte inesperada e prematura de Nuno Loureiro foi um choque profundo. Em mais de oito anos de 45 Graus, nunca tinha perdido um convidado t&atilde;o jovem e brilhante, com tanto ainda para dar ao mundo. Apesar da sua partida, o seu legado permanece. Espero que este epis&oacute;dio contribua para divulgar a &aacute;rea da fus&atilde;o nuclear e inspire novos investigadores a seguir o caminho cient&iacute;fico que o Nuno deixou aberto. Recorde aqui o epis&oacute;dio 119, originalmente publicado em abril de 2022.
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Nuno Loureiro &eacute; licenciado em Engenharia F&iacute;sica Tecnol&oacute;gica pelo Instituto Superior T&eacute;cnico, e doutorado em f&iacute;sica pelo Imperial College de Londres. A sua especialidade &eacute; a f&iacute;sica dos plasmas e as suas aplica&ccedil;&otilde;es &agrave; fus&atilde;o nuclear e a problemas do dom&iacute;nio da astrof&iacute;sica. Actualmente &eacute; professor catedr&aacute;tico do departamento de Ci&ecirc;ncia e Engenharia Nuclear e do departamento de F&iacute;sica do Massachusetts Institute of Technology, EUA.&nbsp;
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&Iacute;ndice da conversa:
(0:00) Introdu&ccedil;&atilde;o
(07:36) Como funciona a energia nuclear de fus&atilde;o? Reagentes: deut&eacute;rio e tr&iacute;tio (is&oacute;topos de hidrog&eacute;neo)
(14:57) Porque &eacute; t&atilde;o dif&iacute;cil gerar fus&atilde;o nuclear? Potencial da computa&ccedil;&atilde;o qu&acirc;ntica
(25:46) De onde vem a energia nuclear?
(28:40) Progressos recentes. <a href="https://www.ans.org/news/article-3169/national-ignition-facility-experiment-achieves-recordbreaking-yield/#:~:text=Lawrence%20Livermore%20National%20Laboratory%20is,than%20NIF's%202018%20record%20yield."> Record do National Ignition Facility (NIF) de Agosto 2021</a>. <a href="https://www.bbc.com/news/science-environment-60312633#:~:text=The%20experiments%20produced%2059%20megajoules,60%20kettles'%20worth%20of%20water."> Record do JET de Fevereiro de 2022</a>. Projecto ITER. Fus&atilde;o magn&eacute;tica vs inercial (laser). Investimento privado.
(39:00) O que explica progressos recentes? <a href="https://www.scientificamerican.com/article/to-help-tackle-climate-crisis-white-house-touts-nuclear-fusion/"> Cimeira na Casa Branca em Mar&ccedil;o.</a>
(42:46) Desafios para tornar energia de fus&atilde;o comercialmente vi&aacute;vel.&nbsp;
(46:54) Como converter energia nuclear em electricidade? <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion">Aneutronic Fusion</a>
(48:07) H&aacute; perigos na fus&atilde;o nuclear, como na energia nuclear tradicional (de fiss&atilde;o)?&nbsp;
(50:30) O que est&atilde;o a fazer as empresas privadas de diferente? <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-X">Germany&rsquo;s Wendelstein 7-X stellarator</a>.
(55:39) Porque &eacute; que a Europa est&aacute; a liderar a investiga&ccedil;&atilde;o nesta &aacute;rea?
(58:40) Que m&eacute;todo &eacute; mais promissor: confinamento magn&eacute;tico ou inercial (laser)?
(01:02:13) Como a investiga&ccedil;&atilde;o nesta &aacute;rea ilumina a Astrof&iacute;sica.
(01:04:44) Previs&otilde;es: quando vamos conseguir tornar a energia de fus&atilde;o vi&aacute;vel?&nbsp;
Livros recomendados: <a href="https://www.amazon.co.uk/Star-Builders-Nuclear-Fusion-Planet/dp/1474611583"> The Star Builders, de Arthur Turrell</a>. <a href="https://mitpress.mit.edu/books/star-power">Star Power, de Alain B&eacute;coulet</a>
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Todos sabemos que, para fazer face &agrave;s altera&ccedil;&otilde;es clim&aacute;ticas, o Mundo tem for&ccedil;osamente de diminuir o consumo de energias f&oacute;sseis. O petr&oacute;leo e o g&aacute;s s&atilde;o, al&eacute;m disso, altamente sens&iacute;veis a perturba&ccedil;&otilde;es geopol&iacute;ticas, como os &uacute;ltimos meses t&ecirc;m mostrado, com impacto directo na vida das pessoas. No entanto, a verdade &eacute; que a energia &eacute; necess&aacute;ria, e as energias renov&aacute;veis ainda n&atilde;o permitem fazer face &agrave;s necessidades energ&eacute;ticas, de tal forma que o grosso da energia consumida no mundo continua a ser de combust&iacute;veis f&oacute;sseis.&nbsp;
Mas e se vos dissesse que existe uma fonte de energia alternativa que n&atilde;o emite di&oacute;xido de carbono para a atmosfera, tem um baixo risco associado e &eacute;, al&eacute;m disso, virtualmente ilimitada? Parece exagero, mas &eacute; verdade. Chama-se energia de fus&atilde;o nuclear. Esta energia &eacute; ainda mais poderosa do que a energia nuclear cl&aacute;ssica (de fiss&atilde;o), utiliza mat&eacute;rias ilimitadas (&aacute;tomos e is&oacute;topos de hidrog&eacute;nio) e, ao contr&aacute;rio daquela, produz muito pouca radioactividade. E se vos dissesse, ainda, que tem havido nos &uacute;ltimos tempos avan&ccedil;os promissores que podem tornar esta energia vi&aacute;vel nas pr&oacute;ximas d&eacute;cadas?
H&aacute; muito tempo, h&aacute; quase um s&eacute;culo, que sabemos que &eacute; poss&iacute;vel produzir energia de fus&atilde;o. Por uma raz&atilde;o simples: &eacute; ela a fonte de energia do Sol, onde as altas temperaturas e a enorme gravidade geram a fus&atilde;o de &aacute;tomos de hidrog&eacute;nio. No entanto, conseguir gerar este tipo de reac&ccedil;&atilde;o na terra tem-se revelado muito dif&iacute;cil. Esta dificuldade &eacute; de tal forma, que h&aacute; at&eacute; uma piada batida no meio: &ldquo;faltam s&oacute; 30 anos at&eacute; termos energia de fus&atilde;o&hellip; e h&atilde;o-de sempre faltar!&rdquo;.
Abordei a energia de fus&atilde;o pela primeira vez no 45 Graus, no final de 2018, no epis&oacute;dio 42, com Lu&iacute;s O. Silva, f&iacute;sico e professor do T&eacute;cnico.&nbsp;Em qualquer outra altura das &uacute;ltimas d&eacute;cadas, &eacute; quase certo que um epis&oacute;dio gravado h&aacute; 3 anos continuaria perfeitamente actual. No entanto, desta vez n&atilde;o &eacute; assim -- e por bons motivos. Tem havido nos &uacute;ltimos anos desenvolvimentos importantes nesta &aacute;rea. S&oacute; no &uacute;ltimo ano, verificaram-se dois dos maiores avan&ccedil;os concretos das &uacute;ltimas d&eacute;cadas no caminho para produzir energia de fus&atilde;o. Em Agosto do ano passado, nos EUA, a National Ignition Facility (NIF) bateu o record no que toca ao r&aacute;cio de energia gerada pelo processo de fus&atilde;o nuclear face &agrave; energia que foi necess&aacute;rio injectar para accionar a fus&atilde;o (a energia gerada continua a ser menos do que a energia injectada, mas &eacute; um resultado muito promissor). E mais recentemente, em fevereiro deste ano (o que, em Ci&ecirc;ncia, &eacute; o mesmo que dizer -- ontem), o laborat&oacute;rio JET, no Reino Unido, bateu o record do m&aacute;ximo de energia total gerada pelo processo de fus&atilde;o. Ainda faltam muitos passos para tornar esta energia vi&aacute;vel, mas estes s&atilde;o dois progressos muito importantes; de tal forma que ainda em Mar&ccedil;o houve uma cimeira importante sobre o tema organizada pelo governo norte-americano.&nbsp;
Ao mesmo tempo, estes progressos e o imperativo de encontrar solu&ccedil;&otilde;es para as altera&ccedil;&otilde;es clim&aacute;ticas tem levado a um aumento do investimento, inclusive privado, com dezenas de novas empresas a tentarem, actualmente, serem as primeiras a produzir energia de fus&atilde;o vi&aacute;vel.
Parece por isso, finalmente, que podemos ter uma expectativa realista de ver avan&ccedil;os importantes nesta &aacute;rea no futuro pr&oacute;ximo.&nbsp;
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O 45 Graus é um podcast para saber mais e pensar criticamente. José Maria Pimentel - economista, professor universitário e curioso por natureza - conversa sobre os grandes temas (e não só) com especialistas e pessoas cujas ideias vale a pena ouvir.

São conversas sem pressa, às vezes profundas, mas sempre descontraídas. Novos episódios a cada duas semanas, sempre à quarta-feira.

O 45 Graus &eacute; um podcast para saber mais e pensar criticamente. Jos&eacute; Maria Pimentel - economista, professor universit&aacute;rio e curioso por natureza - conversa sobre os grandes temas (e n&atilde;o s&oacute;) com especialistas e pessoas cujas ideias vale a pena ouvir.
S&atilde;o conversas sem pressa, &agrave;s vezes profundas, mas sempre descontra&iacute;das. Novos epis&oacute;dios a cada duas semanas, sempre &agrave; quarta-feira.

José Maria Pimentel conversa com especialistas de diferentes áreas ou pessoas cujas ideias vale mesmo a pena ouvir

45 Graus

O 45 Graus é um podcast para saber mais e pensar criticamente. José Maria Pimentel - economista, professor universitário e curioso por natureza - conversa sobre os grandes temas (e não só) com especialistas e pessoas cujas ideias vale a pena ouvir. São conversas sem pressa, às vezes profundas, mas sempre descontraídas. Novos episódios a cada duas semanas, sempre à quarta-feira.

 

O 45 Graus &eacute; um podcast para saber mais e pensar criticamente. Jos&eacute; Maria Pimentel - economista, professor universit&aacute;rio e curioso por natureza - conversa sobre os grandes temas (e n&atilde;o s&oacute;) com especialistas e pessoas cujas ideias vale a pena ouvir. S&atilde;o conversas sem pressa, &agrave;s vezes profundas, mas sempre descontra&iacute;das. Novos epis&oacute;dios a cada duas semanas, sempre &agrave; quarta-feira.
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Um episódio especial, para honrar a memória de Nuno Loureiro e inspirar novos investigadores

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