Fusão Nuclear

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

Licenciatura em Engenharia Informática

Trabalho de pesquisa Teor Cientifico

Fundamentos da Física

Jose Miguel Gírio Rodrigues

Aluno n.º 143008

2015-06-02

Índice

Introdução        3

Definição        4

Interesse Nuclear        4

Obstáculos na Fusão Nuclear        5

Processos de Investigação        5

Objectivos        5

Fusão irá funcionar ?        5

Custos do ITER        6

Será seguro para o meio ambiente depois do acidente em Chernobyl?        6

Energia Nuclear        6

Introdução

Em março de 1938, uma conferência foi organizada pela Carnegie Institution, de Washington, para unir astrônomos e físicos. Um dos participantes foi o imigrante alemão Hans Albrecht Bethe (1906-2005). Logo após a conferência, Bethe desenvolveu a teoria de como a fusão nuclear podia produzir a energia que faz as estrelas brilharem. Esta teoria foi publicada em seu artigo A Produção de Energia nas Estrelas, de 1939, e que lhe valeu o prêmio Nobel em 1967.

Hans Bethe tomou os melhores dados das reações nucleares existentes e mostrou, em detalhe, como quatro prótons poderiam ser unidos e transformados em um núcleo de hélio, liberando energia. O processo que Bethe elaborou em seu artigo, conhecido atualmente como o Ciclo do Carbono, envolve uma cadeia complexa de seis reações nucleares em que átomos de carbono e nitrogênio agem como catalisadores para a fusão nuclear.

Definição

A fusão nuclear é o processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer e geralmente liberta muito mais energia que consome, sendo esse um dos objectivos das pesquisas.

O projeto ITER é uma cooperação internacional acerca do desenvolvimento da especie envolvendo a China, União Europeia(representada pela Euratom), Índia, Japão, Coréia do Sul, Rússia e Estados Unidos da América, sob os patrocínios da IAEA(Agência Internacional de Energia Atómica). Recentemente os Estados Unidos da América deixaram o projeto.

O ITER consiste em uma usina de fusão nuclear, que usa o hidrogênio operando a 100 milhões °C para produzir 500 MW de energia, através do processo de fusão nuclear

Interesse na Fusão Nuclear

■         Existem grandes obstaculos que podem ser associados com a fusão nuclear, mas existem também uma vasta possibilildade de benefícios

■         A Central a carvão usa 9.000 toneladas de carvão por dia para produzir 1.000 MW e emite muitos poluentes, incluindo 30.000 toneladas de dióxido de carbono.

■         A Central de fusão usaria 2,5 Kg de deutério e trítio para a mesma quantidade de poder e emitia apenas 2 Kg de hélio

■         A quantidade de lítio contida numa bateria de computador único, juntamente com cerca de metade de uma banheira cheia de água pode produzir tanta energia como 40 toneladas de carvão.

Obstáculos na Fusão Nuclear

∙         Para ocorrer a fusão, a temperatura do reactor têm que ser na ordem de 200 milhões de graus Celsius

∙         Nenhum material na Terra pode suportar 200 milhões de graus sem derreter

∙         Duas estratégias básicas:

1. Confinamento magnético: confinar o plasma com campos magnéticos para que o plasma não vai tocar as paredes de contenção .

2)         Confinamento Inercial: fornecer grandes quantidades de energia muito rapidamente (por exemplo, disparar com lasers) para que o combustível seja queimado antes que ele tenha tempo para expandir e tocar nas paredes.

Progressos na Investigação

∙         A investigação está em curso desde a década de 1940.

∙         Esforços Actuais da pesquisa são baseados muito internacionalmente

∙         O International Termonuclear Experimental Reactor (ITER) será construído na França e é uma colaboração entre EUA, Europa, Japão, Índia, China, Rússia e Coréia.

Objectivos

Actualmente, mais energia tem que ser fornecida para obter as reações de fusão que a energia que resulta da própria fusão.

∙         Ponto de equilíbrio é o ponto em que a energia fornecida é igual ou excede a saída de energia.