Laboratório nos Estados Unidos consegue liberar mais energia do que a consumida em fusão nuclear

Localizado no Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, o National Ignition Facility (NIF) opera como o maior laser de energia do mundo para investigar a fusão nuclear, a física de alta densidade de energia e condições análogas às do interior de estrelas. A instalação utiliza um sistema de 192 feixes de laser independentes que são guiados, amplificados e refletidos para convergir, quase simultaneamente, em uma cápsula de combustível do tamanho de uma borracha de lápis.

O funcionamento do NIF baseia-se no confinamento inercial, método que difere do uso de campos magnéticos ao empregar lasers para comprimir rapidamente isótopos de hidrogênio. Para que a fusão ocorra — processo no qual núcleos leves se unem para formar núcleos mais pesados com liberação de energia —, é necessário superar repulsões elétricas através de pressões e temperaturas extremas. A precisão técnica é rigorosa, exigindo que os feixes sejam sincronizados para "esmagar" o alvo de forma simétrica e regular.

Em termos de potência, o sistema entrega mais de 2 milhões de joules de energia ultravioleta, atingindo picos de 500 trilhões de watts. Embora esse valor supere a potência elétrica instantânea de países inteiros, a energia é liberada em pulsos curtíssimos, de poucos bilionésimos de segundo. Essa concentração temporal permite a criação de um dos ambientes físicos mais extremos já produzidos em laboratório, com densidade e temperatura que possibilitam o estudo de matérias impossíveis de reproduzir por métodos convencionais.

A complexidade da engenharia é evidenciada pelo contraste dimensional: uma estrutura imensa, composta por espelhos, amplificadores, sistemas ópticos, blindagem e uma câmara esférica, serve para controlar um evento microscópico e quase instantâneo.

Um marco fundamental ocorreu em dezembro de 2022, quando o Departamento de Energia dos Estados Unidos anunciou que o NIF obteve a ignição por fusão. Pela primeira vez em décadas de pesquisa, a energia liberada pelas reações de fusão superou a energia entregue pelos lasers ao alvo. Apesar do ganho energético no alvo, a viabilidade de usinas comerciais ainda depende de avanços significativos, já que a energia necessária para alimentar toda a instalação permanece superior à energia entregue ao alvo.

Além da vertente energética, o NIF é aplicado em estudos de segurança nacional, comportamento de materiais, física de plasmas e astrofísica de laboratório. Ao recriar condições de explosões estelares e interiores planetários, a máquina funciona como uma ferramenta para testar processos cósmicos em escala controlada, permitindo a investigação de fenômenos que ocorrem em planetas gigantes ou eventos astronômicos violentos.