Produção de energia de fusão nuclear pode entrar em colapso global por escassez de trítio

O trítio, isótopo radioativo essencial para a energia nuclear, é extremamente raro na natureza. Produzido nas camadas superiores da atmosfera através da interação dos raios cósmicos com os gases atmosféricos, apenas alguns quilogramas são gerados anualmente na Terra. Cientistas estimam que essa produção natural é tão pequena que pode ser contada nos dedos das mãos.

Além da produção natural, testes nucleares atmosféricos realizados entre o fim da Segunda Guerra Mundial e os anos 80 lançaram algumas dezenas de quilogramas deste isótopo nos oceanos.

Reatores nucleares do tipo CANDU, desenvolvidos no Canadá, também produzem trítio. Cada reator de 600 MW gera cerca de 100 g de trítio anualmente, resultando em uma produção global de aproximadamente 20 kg por ano.

O reator experimental de fusão nuclear ITER, em construção em Cadarache, França, usará deutério e trítio como combustível. Apesar da escassez, a quantidade acumulada de trítio no planeta é suficiente para garantir o funcionamento do ITER durante toda a sua vida operacional, estimada em quinze anos.

Após o ITER, o reator DEMO pretende demonstrar a viabilidade da fusão nuclear para produção de eletricidade em larga escala.

As futuras usinas comerciais de energia de fusão precisarão de 100 a 200 kg de trítio anualmente. A produção atual de trítio pelos reatores CANDU não será suficiente para atender essa demanda.

Solução para Autoabastecimento de Trítio

Para resolver esse desafio, os cientistas propõem que os futuros reatores de fusão nuclear sejam capazes de gerar seu próprio trítio.

A estratégia envolve o uso de lítio no revestimento interno da câmara de vácuo do reator de fusão. Quando os nêutrons de alta energia resultantes da fusão atingem átomos de lítio, a reação produz hélio e trítio.

Desafios Técnicos

Implementar essa solução apresenta grandes desafios. A taxa de conversão de nêutrons em trítio precisa ser ideal, e o transporte do trítio gerado para onde será consumido é complexo devido à natureza dispersiva do gás, especialmente em altas temperaturas.

Expectativas para o ITER

A regeneração de trítio no ITER é uma etapa crucial. Se bem-sucedida, abrirá caminho para a viabilidade das futuras usinas de energia de fusão nuclear.

Com informações da Fusion for Energy