Cerca de 50 países buscam desenvolver a fusão nuclear para gerar energia de baixa emissão

A busca por reproduzir o processo físico que alimenta o Sol movimenta laboratórios, universidades e o setor privado em cerca de 50 países. O objetivo da fusão nuclear é gerar energia de baixa emissão de gases de efeito estufa por meio da união de núcleos atômicos leves, como os isótopos do hidrogênio (deutério e trítio), para formar um núcleo mais pesado. Esse mecanismo difere da fissão nuclear, utilizada nas usinas atuais, que baseia-se na divisão de núcleos pesados.

Enquanto no Sol a fusão ocorre sob pressão gravitacional extrema, em ambiente laboratorial é necessário utilizar sistemas artificiais de aquecimento e confinamento. Para vencer a repulsão elétrica entre os núcleos, o combustível é elevado a temperaturas que superam os 100 milhões de graus Celsius, transformando a matéria em plasma. Como nenhum material sólido resiste a esse calor, são utilizados os tokamaks — máquinas que empregam campos magnéticos para manter o plasma confinado em uma câmara de vácuo, impedindo que ele toque as paredes internas.

O domínio dessa tecnologia exige a superação de desafios complexos de engenharia e física. É necessário manter a estabilidade do plasma por tempo suficiente para garantir um saldo energético útil. Instabilidades no sistema podem interromper a reação ou, em casos de perda brusca de estabilidade, danificar componentes do equipamento. Por isso, a área integra simulações computacionais, sensores de precisão, materiais resistentes à radiação de nêutrons e sistemas de controle em tempo real.

Um marco recente ocorreu em 5 de dezembro de 2022, no National Ignition Facility (NIF), nos Estados Unidos. O laboratório Lawrence Livermore registrou a ignição via confinamento inercial, onde 2,05 megajoules de energia laser produziram 3,15 megajoules de energia de fusão. Embora tenha havido ganho em relação ao alvo, o resultado não representa a viabilidade de uma usina, pois a conta não inclui a energia consumida pelos lasers e sistemas auxiliares.

A escala global de desenvolvimento envolve desde projetos multilaterais, como o ITER, na França, até iniciativas privadas. A Fusion Industry Association reportou que 53 empresas do setor captaram US$ 9,766 bilhões em financiamentos, com US$ 2,64 bilhões levantados nos 12 meses encerrados em julho de 2025. Entre as companhias, a Commonwealth Fusion Systems desenvolve o SPARC para demonstração e planeja a planta comercial ARC para a década de 2030. Já a Helion Energy estabeleceu acordo para fornecer eletricidade à Microsoft com meta para 2028, embora a operação comercial ainda dependa de etapas técnicas não demonstradas. Na China, o tokamak EAST tem realizado experimentos de longa duração para testar a estabilidade do plasma.

No Brasil, a pesquisa concentra-se em instituições públicas. O país possui três tokamaks: o ETE, no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais; o Nova, na Universidade Federal do Espírito Santo; e o TCABR, instalado no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). O TCABR, que operou na Suíça entre 1980 e 1992 antes de ser instalado no Brasil em 1999, é a única instalação do Hemisfério Sul que opera esse tipo de máquina. O Programa Nacional de Fusão Nuclear utiliza essa infraestrutura para a formação de especialistas e modernização tecnológica.

Para que a fusão nuclear chegue ao mercado, será preciso resolver questões como a produção e o reabastecimento de trítio — que pode ser produzido com lítio, enquanto o deutério é extraído da água do mar. Além disso, a tecnologia deve demonstrar competitividade de custos e eficiência na conversão de calor em eletricidade.

Uma vantagem inerente ao processo é a segurança: diferentemente da fissão, a fusão não mantém reações em cadeia. Caso o plasma perca temperatura ou confinamento, a reação simplesmente se interrompe. Contudo, a gestão radiológica permanece necessária, pois componentes internos podem ser ativados por nêutrons. Enquanto algumas empresas projetam demonstrações para o fim dos anos 2020, a comunidade científica mantém prazos mais cautelosos devido aos obstáculos de regulação, materiais e financiamento.