#119 Nuno Loureiro - Chegou finalmente o tempo da energia de fusão?

Data: Wed, 13 Apr 2022 · Duração: 01:11:14

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José Maria Pimentel 00:00:00.00Olá, o meu nome é José Maria Pimentel e este é o 45 Graus. 00:00:09.36Como já vos anunciei na semana passada, o livro que escrevi, Política a 45 Graus, já está em pré-venda e vai para as livrarias dia 21 deste mês. 00:00:18.88Deixo o link para o livro no site da UUC na descrição do episódio, mas podem encontrá-lo em qualquer livraria online, bastando pesquisar no Google. 00:00:26.70Entretanto, como tinha prometido, mais informações sobre as três sessões de apresentação que vai haver. 00:00:32.58A apresentação oficial, digamos assim, vai ser em Lisboa no dia 26, portanto logo a seguir ao feriado 25 de Abril, vai ser na FNAC do Colombo, às 6h30 da tarde, e vai ter a apresentação da Suzana Peralta e do Francisco Mendes da Silva, que são dois convidados que aparecem no livro, um deles na parte 1, o Francisco, e a Suzana na parte 2 do livro. 00:00:51.42Depois vai haver outra sessão no Porto, dia 29, portanto na sexta-feira, às 6h30 também, neste caso no Espaço Mira, que fica ao pé da estação de Campanhão. 00:01:01.34E vai ser apresentado pelo Luís Aguiar Conraria, a quem eu não só pedi para fazer o prefácio do livro, como agora ainda chateei para fazer a apresentação no Porto. 00:01:09.22E finalmente vai ser apresentado também em Coimbra, neste caso no sábado dia 30, às 4h da tarde, pelo Carlos Fiolhais, grande cientista e que foi já duas vezes convidado do podcast e teve a simpatia de aceitar fazer a apresentação em Coimbra. 00:01:23.38Portanto, caso estejam ou em Lisboa, ou no Porto, ou em Coimbra, ou enfim, perto de algumas das cidades por esta altura, seria ótimo ver-vos, enfim, falar convosco e saber também a vossa opinião em relação ao podcast, em relação ao livro. 00:01:33.24Enfim, seria muito bom ter-vos lá, seja em Lisboa, Coimbra ou no Porto. 00:01:36.92Mas agora vamos ao episódio de hoje, que trata de um tema com grande potencial. 00:01:41.52Todos sabemos que, para fazer face às alterações climáticas, o mundo tem forçosamente de diminuir o consumo de energias fósseis. 00:01:48.36Energias como o petróleo ou o gás são, além disso, altamente sensíveis a perturbações geopolíticas, tal como nos últimos meses têm mostrado, com impactos muito diretos na nossa vida do dia-a-dia. 00:01:58.70No entanto, a verdade é que a energia é necessária, e a maioria de nós não está propriamente disposta a abdicar de qualidade de vida, e as energias renováveis ainda não permitem fazer face às necessidades energéticas. 00:02:08.80Isto é de tal forma que o grosso da energia consumida no mundo continua a ser de combustíveis fósseis. 00:02:14.24Mas e se eu vos dissesse que existe uma fonte de energia alternativa, que não emite dióxido de carbono para a atmosfera, tem um baixo risco associado e, além disso, é virtualmente ilimitada? 00:02:23.46Parece exagero, mas é verdade. 00:02:25.10Chama-se energia de fusão nuclear. 00:02:27.10Esta energia é ainda mais poderosa do que a energia nuclear clássica, a de fissão, utiliza matérias ilimitadas, átomos e isótopos de hidrogênio, e, ao contrário da energia nuclear clássica, produz muito pouca radioatividade. 00:02:40.88E se eu vos dissesse ainda que, nos últimos anos, tem havido avanços promissores que podem tornar esta energia, a energia de fusão, viável já nas próximas décadas? 00:02:48.86A verdade é que já há muito tempo, há quase um século, que sabemos que é possível produzir energia de fusão nuclear. 00:02:54.62Por uma razão simples, é ela a fonte da energia do Sol, onde as altas temperaturas e a enorme gravidade geram a fusão de átomos de hidrogênio que dão energia ao Sol e nos chegam à Terra através da luz. 00:03:05.32No entanto, conseguir gerar este tipo de reação na Terra tem-se revelado muito difícil. 00:03:10.08Esta dificuldade é de tal ordem que, no meio dos físicos e engenheiros que tentam a fusão nuclear, há até uma piada batida, que diz qualquer coisa do tipo, faltam só 30 anos até termos energia de fusão. 00:03:20.22E é onde sempre falta há 30 anos. 00:03:22.34Abordei este tema pela primeira vez, e única até agora, no 45 Coraus, no final de 2018, no episódio 42 com o Luís Silva, Física e Professor do Técnico. 00:03:31.66Se isto tivesse acontecido em qualquer outra altura, nas últimas décadas, é quase certo que um episódio gravado, 3 anos antes, continuaria a estar perfeitamente atual. 00:03:39.62No entanto, desta vez não é assim, e por bons motivos. 00:03:42.64É que tem havido desenvolvimentos muito importantes nesta área nos últimos anos. 00:03:46.06Só no último ano, houve dois dos maiores avanços concretos das últimas décadas no caminho para produzir energia de fusão. 00:03:52.68Em agosto do ano passado, nos Estados Unidos, a National Ignition Facility, o NIF, de que vamos falar muito neste episódio, bateu o recorde no que toca ao rácio de energia gerada pelo processo de fusão face à energia que foi preciso injetar para acionar essa fusão. 00:04:06.68A energia gerada continua a ser menos do que a injetada, mas este é um resultado muito promissor. 00:04:11.50E mais recentemente, já em fevereiro deste ano, o que em ciência é o mesmo que dizer ontem, o laboratório JET, no Reino Unido, bateu o recorde do máximo de energia total gerada no processo de fusão. 00:04:22.54Estes são apenas dois de muitos passos que são necessários para tornar esta energia viável, mas são dois progressos muito importantes, de tal forma que já em março o governo americano organizou na Casa Branca uma cimeira para discutir este tema e o potencial da energia de fusão para alimentar energeticamente os Estados Unidos. 00:04:38.54Ao mesmo tempo, do lado privado, todos estes progressos e o imperativo de encontrar soluções para as alterações climáticas têm levado ao aumento do investimento do chamado capital de risco, com dezenas de novas empresas a tentarem atualmente ser as primeiras a produzir energia de fusão que seja viável comercialmente. 00:04:54.98Por tudo isto, parece que finalmente, depois de décadas, estamos numa altura em que podemos ter uma perspectiva realista de ter avanços importantes nesta área no futuro relativamente próximo. 00:05:04.66Este é por isso um tema não só interessante, mas altamente relevante atualmente. 00:05:08.70E para o discutir, dificilmente poderia arranjar alguém melhor do que o convidado de hoje. 00:05:12.90Nuno Loureiro é licenciado em Engenharia Física Tecnológica pelo Técnico e doutorado em Física pelo Imperial College de Londres. 00:05:19.94A especialidade dele é a física dos plasmas e as suas aplicações à fusão nuclear e também a problemas do domínio da astrofísica. 00:05:26.76Atualmente é professor catedrático no MIT nos Estados Unidos. 00:05:29.88Durante a nossa conversa começámos, como não poderia deixar de ser, pela física por trás da fusão. 00:05:35.16Falámos do processo que ocorre quando existe fusão no núcleo dos átomos e porque é que ele gera energia, por exemplo. 00:05:40.40E falámos também dos dois métodos principais que são hoje usados para tentar produzir fusão nuclear. 00:05:45.76A fusão por confinamento magnético, por um lado, e a chamada fusão inercial, normalmente através de laser. 00:05:51.74O Nuno Loureiro descreveu também estes progressos recentes que eu acabei de descrever e por que motivo eles são importantes, mas também as limitações que têm. 00:05:58.86O porquê do aumento do investimento privado nesta área e o potencial que têm face aos laboratórios financiados por dinheiros públicos. 00:06:06.20Os desafios que ainda existem para conseguir efetivamente produzir energia nuclear e torná-la comercialmente viável. 00:06:11.82E estes desafios vão muito para lá da física, que têm a ver com computação e, em muitos casos, com questões relacionadas com a engenharia dos materiais. 00:06:19.08Falámos também dos perigos potenciais da fusão nuclear, nomeadamente, obviamente, a radioatividade, e finalmente, no final, como não poderia deixar de ser, pedi ao Nuno que fizesse algumas previsões para o que é que podemos esperar no futuro, quando é que podemos finalmente ter uma experiência que produza mais energia do que aquela que é preciso injetar para começar a reação nuclear, e quando é que poderemos ter finalmente a energia de fusão enquanto a principal fonte de energia consumida no planeta. 00:06:44.80Enfim, com este tema era difícil que não fosse, mas foi um episódio muito interessante, e o Nuno fez um grande esforço para tentar desconstruir alguns conceitos complicados para os leigos. 00:06:54.78Caso tenham curiosidade em relação a alguns aspectos mais técnicos da fusão, que nós abordamos no início, sugiro que eu sou também o episódio com o Luís Silva, que eu referi há pouco, em que nós abordámos em mais detalhe alguns desses aspectos, e sobretudo eu expliquei-os também na introdução. 00:07:07.58Antes de avançar para o episódio, agradeço, como de costume, aos novos mecenas do podcast. 00:07:12.14Muito obrigado ao Ricardo Macedo, também ao Miguel Palhas, obrigado ainda à Catarina Fonseca, ao Gonçalo Morgado, e ainda ao Alberto Alcalde, que nos ouve desde Espanha. 00:07:22.28Um abraço a todos, muito obrigado, espero ver-vos nas apresentações do livro, e agora deixo-vos com Nuno Loureiro. 00:07:36.02Nuno, Nuno Loureiro, muito bem-vindo ao 45 Graus. 00:07:39.20Olá, obrigado, Zé Maria. 00:07:41.20Olha, eu vou-te passar já a bola, porque neste tema, eu faço isto quase sempre, mas neste tema em particular tenho que ser o convidado a explicar, não é a primeira vez que eu trato deste tema no 45 Graus, já abordei com o Luís Silva no episódio há cerca de dois anos, lá para o final do episódio, mas ainda assim é natural que os ouvidos não se lembrem, e portanto explica-me lá, em traços simples, como é que funciona a energia nuclear de fusão e como é que ela compara com a energia de fissão, eu acho que é assim que se diz em português normalmente, não é?

Nuno Loureiro 00:08:11.26Sim, ok. 00:08:12.32Portanto, olá, Zé Maria, mais uma vez, obrigado pelo convite, muito gostoso de estar aqui. 00:08:17.08Portanto, fusão nuclear, como o nome indica, é uma energia que resulta de uma interação nuclear, tipicamente entre isótopos do hidrogênio, deutério e trítio é a reação mais favorável, e portanto esta reação consiste em tentar fundir os núcleos do deutério e do trítio. 00:08:37.38Esse processo liberta a energia porque o resultado desse processo é energeticamente mais estável do que os núcleos antes de terem fundido.

José Maria Pimentel 00:08:45.84Desculpa, explica-me lá, explica-me lá, explica-me lá. 00:08:47.04Portanto, é essa energia.

Nuno Loureiro 00:08:49.42Ok, vou tentar explicar o melhor possível. 00:08:56.04Existe um elemento fundamental chamado hidrogênio, que é o mais leve, é um protão e um eletrão. 00:09:01.94Existem os chamados isótopos pesados do hidrogênio, que é o caso do deutério e do trítio, que diferem do hidrogênio porque, em vez de terem um neutrão, têm dois ou três neutrões. 00:09:12.44A fusão nuclear consiste em tentar fundir esses núcleos, os núcleos desses elementos.

José Maria Pimentel 00:09:17.22Também pode ser fundido os núcleos do hidrogênio. 00:09:18.04Pois eu ia te perguntar isso, sim. 00:09:19.88Porquê é que normalmente se faz com os isótopos e não com o átomo de hidrogênio? 00:09:23.98Porque se liberta mais energia? 00:09:25.72Ou porque é mais fácil?

Nuno Loureiro 00:09:26.64Deixa-me só dar aqui um passo atrás para responder à tua pergunta de uma maneira mais compreensível. 00:09:30.40Normalmente, os núcleos não querem fundir, porque são protões e os protões têm a mesma carga e, portanto, repélem-se. 00:09:37.96Portanto, a tendência natural não é estes dois núcleos de deutério e trítio fundirem-se. 00:09:43.46Portanto, para conseguir que isso aconteça, é preciso dar-lhes muita energia para eles conseguirem ultrapassar essa repulsão natural que têm. 00:09:49.64Mas muita energia significa aquecê-los, aquecê-los a temperaturas extremamente elevadas.

José Maria Pimentel 00:09:53.92O que faz com que eles circulem mais rápido, não é?

Nuno Loureiro 00:09:56.36Exato. 00:09:56.74Portanto, circulam mais rápido. 00:09:57.68Aumenta a probabilidade de embater, no fundo. 00:09:59.92É isso mesmo. 00:10:00.94Esse é quase o termo técnico. 00:10:03.18Portanto, aumenta a probabilidade de haver uma reação de fusão entre estes dois núcleos. 00:10:08.20Essas estrelas fazem isto com núcleos de hidrogênio, não têm problema, porque têm uma gravidade imensa, não é? 00:10:12.66Portanto, muita massa. 00:10:14.92E, portanto, no centro do Sol as pressões são imensas e é relativamente fácil para o Sol conseguir fundir estes átomos de hidrogênio e é assim que são a liberdade de energia que faz com que o Sol brilhe, não é? 00:10:25.72Que alimenta toda a vida na Terra. 00:10:27.92Aqui na Terra nós temos alguma dificuldade em conseguir chegar às temperaturas necessárias para conseguir as reações de fusão em abundância suficiente. 00:10:35.68E esta reação entre o deutério e o trítio é aquela que tem a maior probabilidade de resultar, de fundir, às temperaturas mais baixas. 00:10:43.38Sendo que essas temperaturas mais baixas não são tão baixas assim. 00:10:46.70Estamos a falar de qualquer coisa como 150 milhões de graus centígrados. 00:10:50.20São mais altas do que no Sol, na verdade, não é? 00:10:51.64Exato. 00:10:52.04Portanto, nós precisamos de chegar a uma temperatura mais alta do que no centro do Sol, exatamente. 00:10:56.24Portanto, voltando à tua pergunta inicial, isto difere da fissão nuclear, que é o que se faz nas centrais nucleares convencionais, porque nas reações de fissão nuclear o que sucede é o oposto. 00:11:07.00Portanto, isto tem a ver com partir, por assim dizer, o núcleo de elementos pesados, urânio e plutónio, tipicamente, e os resultados são mais estáveis e, portanto, libertam energia nessa reação.

José Maria Pimentel 00:11:17.36Ok. 00:11:17.66Então, realmente temos aqui várias diferentes. 00:11:19.80Deixa-me tentar fechar uma por uma. 00:11:21.40Se calhar, começando com aquilo que tu explicaste ainda agora. 00:11:23.54No fundo, há dois fenómenos, digamos assim, há falta de melhor termo, que permitem fazer esta fusão dos núcleos. 00:11:29.18É a temperatura e a pressão, não é? 00:11:31.26Sendo que no Sol a pressão existe por causa da gravidade da massa, não é? 00:11:34.34Que coloca os átomos, os átomos ou os isótopos, para o caso, sobre essa pressão. 00:11:38.70Qual é a equivalência entre estes dois fenómenos? 00:11:40.78Porque eles, no fundo, produzem o mesmo resultado, mas não são a mesma coisa, a pressão e a temperatura, não é? 00:11:44.98Mas tem alguma... 00:11:45.98Qual é a relação entre eles?

Nuno Loureiro 00:11:47.34Ok, essa pergunta faz todo sentido. 00:11:48.82Portanto, nós aqui na Terra não temos uma maneira de conseguir imitar a força gravítica do Sol, não é? 00:11:54.18De uma estrela daquele tamanho. 00:11:55.38E, portanto, a alternativa que nos sobra é... 00:11:57.92A pergunta que uma pessoa se pode pôr é... 00:11:59.34Imagine que quer ter um gás que está a 150 milhões de graus centígrados. 00:12:02.52Esse gás tem que estar dentro de algo, tem que estar confinado num recipiente físico, não é? 00:12:06.66Uma panela, chamemos-lhe. 00:12:08.12É evidente que não há nenhum material, conhecido na Terra, que consiga estar exposto a temperaturas de 150 milhões de graus centígrados. 00:12:15.58E, portanto, a pergunta que se põe é... 00:12:16.50Como é que eu faço um gás que está a essa temperatura e que não toca nas paredes do recipiente que o contém? 00:12:22.98Ok. 00:12:23.56Então, aqui, se calhar temos que apelar um carinho à física básica que se aprende no liceu, não é? 00:12:28.62Que é, portanto, recordar que os eletrões e os protões são partículas carregadas e, portanto, as suas trajetórias, a maneira como elas se deslocam, é sensível a campos magnéticos e campos elétricos que possam ser impostos. 00:12:40.46E, portanto, o que nós temos de fazer aqui na Terra, para confinar este gás muito quente, é construir aquilo que a gente chama umas garrafas magnéticas, passa a expressão, portanto, é como se eu construísse uma gaiola magnética que usa os campos magnéticos para confinar os eletrões e os protões. 00:12:57.58Portanto, concretamente, esta garrafa magnética tem, na versão mais básica, tem a forma de um donut, portanto, é um toro. 00:13:04.48Um toro, exato. 00:13:05.34E as partículas giram dentro desse donut durante o tempo suficiente e a temperaturas suficientes para haver essas reações de fusão nuclear.

José Maria Pimentel 00:13:13.00E não chegam a tocar-lhe, não é? 00:13:14.38Essa é a chave. 00:13:15.42Não chegam a tocar nas paredes, digamos assim, do...

Nuno Loureiro 00:13:17.72Idealmente não chegam a tocar, se bem que, idealmente, dá para escrever livros, não é? 00:13:22.46Portanto, na realidade, isto é muito difícil de fazer, porque estas partículas carregadas, os eletrões e os protões, formam um gás chamado plasma, que muitas vezes parece ter ideias próprias, não é? 00:13:35.16Portanto, esse plasma não se limita a fazer aquilo que a gente lhe manda, por assim dizer, e existem perdas e ineficiências do sistema que significam que nós não conseguimos manter o... 00:13:45.16Muitas vezes não conseguimos manter as pressões necessárias ou as temperaturas necessárias para haver reações de fusão necessárias.

José Maria Pimentel 00:13:50.32E quando ele toca nas paredes, o que acontece? 00:13:53.10Porque o material não consegue suster aquela temperatura, termina a reação?

Nuno Loureiro 00:13:55.86Certo. 00:13:56.22Portanto, isso nunca acontece... 00:13:58.46Portanto, algumas partículas, de facto, tocam nas paredes provavelmente ditas. 00:14:01.04Entendo. 00:14:01.66Mas não o grosso das partículas, senão, de facto, poderia ser primulático, não é? 00:14:06.28Claro, claro.

José Maria Pimentel 00:14:06.92Sim, a nossa pessoa tem de ser para pensar como se fosse um líquido, não é? 00:14:10.28Portanto, imagina uma coisa a derramar para... 00:14:12.50Bem, e já voltamos aos fundamentos disso, mas não resisto, porque isso que tu disseste do plasma, porque no fundo, esse gás ionizado ter um gás de iões, não é? 00:14:19.10No fundo, acho que estou a dizer bem, mas corris-me...

Nuno Loureiro 00:14:21.84Está a dizer bem? 00:14:22.46Um gás de iões e eletrões, não é? 00:14:23.92Um gás neutro, porque contém iões e eletrões.

José Maria Pimentel 00:14:28.44Exatamente, exato. 00:14:29.30Os iões com carga positiva, os eletores com carga negativa, portanto, a soma, digamos assim, o net é neutro. 00:14:35.28E tu dizias que o plasma tem um comportamento mais ou menos imprevisível, que é impossível de prever. 00:14:38.54E é engraçado, porque, enfim, para alguém que vê a coisa de fora, a física suscita sempre até alguma admiração, porque é uma área muito matematizada, que consegue descrever a realidade através de formas matemáticas e, muitas vezes, não raro, ao contrário do que acontece nas outras ciências, e é de resto, muitas vezes diz-se que a economia que é a minha área tem a inveja da física por causa disso, a física consegue prever a realidade através justamente da matemática, não é? 00:15:02.36Sei lá, tivemos o Boson Diggs, para dar um exemplo mais ou menos recente. 00:15:05.28E aqui, o que é um caso engraçado, porque a fusão nuclear é um objetivo com, enfim, já vai fazer 80 anos, portanto, é um objetivo já com longas décadas e que parece estar, criar sempre aos físicos e quem trabalha nesta área, uma série de desafios de confronto com a realidade, não é? 00:15:20.20Portanto, em que a realidade parece muito mais complexa, não só parece exceder essa capacidade de a matematizar, como parece excedê-la em muitos graus, não é? 00:15:27.92Porque há muitas décadas que se tenta fazer isto. 00:15:30.12Porquê é que isto acontece?

Nuno Loureiro 00:15:31.16Essa pergunta é muito boa, Sra. Maria. 00:15:33.22Ótima pergunta. 00:15:34.18Portanto, se calhar, esclarecer algumas coisas que são importantes para conseguir dar uma resposta completa à tua pergunta. 00:15:40.92Portanto, é verdade que se faz investigação em fusão nuclear desde os anos 40 e, se calhar, a primeira coisa que é importante distinguir é a fusão nuclear controlada da descontrolada, por assim dizer. 00:15:50.68A bomba de hidrogênio, não é? 00:15:52.06Exato. 00:15:52.48Portanto, os humanos sabem fazer a fusão funcionar e o exemplo mais espetacular disso, não estou a usar a palavra espetacular num sentido positivo, mas espetacular, são as bombas de hidrogênio, não é? 00:16:01.86A tecnologia para as quais é conhecida desde o final dos anos 40 e que usam, precisamente, reações de fusão nuclear. 00:16:08.24Portanto, o que nós tentamos fazer, quando falamos da fusão nuclear como uma fonte de energia, energia controlada, é tentar canalizar essa energia que está disponível no núcleo dos átomos para produzir eletricidade ou produzir calor, não é? 00:16:19.48Portanto, aí a palavra controlada é a questão-chave. 00:16:22.72Portanto, fusão nuclear controlada. 00:16:24.02A investigação, acho que começou, assim, mais seriamente mesmo nos anos 60, portanto, vamos com cerca de 60 anos de investigação e, sim, é verdade que nós ainda não dominamos completamente todos os aspectos de como fazer fusão nuclear, mas o progresso na fusão nuclear, na investigação em fusão nuclear controlada, tem sido imenso. 00:16:42.04Qualquer métrica que se compare daquilo que se conseguia fazer nos anos 60 com aquilo que se consegue fazer hoje, mostra que o progresso não existe diferencial. 00:16:48.42Mas é, de facto, um problema muito difícil, como tu dizes, que resiste todas as tentativas, muitas tentativas de... 00:16:55.80De modelização. 00:16:56.48Bom, de modelização, certamente, e de compreensão na sua totalidade. 00:17:01.18Portanto, nós usamos a matemática, claro. 00:17:02.80A física de plasmas é uma disciplina da física tão rigorosa quanto outra qualquer. 00:17:07.08Usamos matemática para tentar descrever este sistema. 00:17:09.72Simplesmente, o que se passa é que um plasma é composto por bilhões de partículas, ok? 00:17:16.76Estas partículas interagem entre si, porque são eletrões ou protões, portanto, têm campos elétricos e correntes que interagem uns com os outros, e com os campos magnéticos exteriores que se lhes impõem. 00:17:26.24Portanto, isto é um sistema que é completamente caótico, no sentido em que é impossível prever com exatidão a trajetória de um eletrão durante mais do que um tempo muito pequeno. 00:17:39.58Portanto, nós temos que tratar este sistema com técnicas estatísticas...

José Maria Pimentel 00:17:42.88Certo. 00:17:43.54Estocástico, no fundo, não é? 00:17:44.94Exato. 00:17:45.58Tem uma componente aleatória, não é?

Nuno Loureiro 00:17:47.40Tem uma componente aleatória, portanto, nós tratamos isto com técnicas da física estatística que nos permitem calcular certas propriedades deste sistema. 00:17:55.10Prever como é que o plasma se vai comportar dentro desta garrafa magnética, não é? 00:17:59.46Já agora, nós chamamos estas garrafas magnéticas, chamamos de Tokamax, é um acrónimo russo. 00:18:04.00Não é algo que alguém vá fazer umas contas com papel e lápis e, no final, ter uma fórmula que tenha a solução, não é? 00:18:10.24Não é isso, não é? 00:18:11.06Quando as pessoas falam de modelizar um plasma de fusão, as pessoas estão a falar em fazer simulações que são estado-arte em supercomputadores. 00:18:19.30Algumas dessas simulações podem demorar meses a fazer. 00:18:21.66No fundo, acho que se quer para os ouvintes a analogia mais fácil de compreender é que é semelhante a prever o tempo, não é? 00:18:28.92Exato. 00:18:29.36Só que num sistema muito mais complexo do que o tempo. 00:18:32.52Portanto, nós conseguimos fazer algumas previsões e usamos os computadores para fazer essas previsões e, através desta computação avançada, temos conseguido avançar muito ao longo das últimas duas décadas, ou três décadas quase, na nossa compreensão desse sistema, que é um sistema estocástico, como tu dizias, altamente não linear, turbulento, para dizer que sim, que é difícil, mas que não é hopeless, não é? 00:18:53.96Portanto, nós temos feito muitos avanços conciliando medidas, portanto, experiências mesmo, não é? 00:19:01.30Interpretação de dados experimentais com esta modelização computacional, com insights analíticos, às vezes, que não são uma solução no sentido em que, se calhar, os ouvintes são mais habituados de uma solução exata do problema, mas que permitem compreender muitas das coisas que estamos a ver nestes reatores.

José Maria Pimentel 00:19:16.22Sim, e, na verdade, não é necessária essa solução exata, não é? 00:19:18.62O que é necessário é uma estimativa que permita ter uma noção do ponto central e de quanto é que ele se vai desviar e, portanto, conseguir... 00:19:24.24Isso mesmo. 00:19:24.74Interessante o número que tu deste agora. 00:19:27.50Aliás, eu apanhei uma apresentação tua sobre este tema que está no YouTube e tu dizias algo desse género que me impressionou. 00:19:33.90Simulações em supercomputadores atuais, portanto, estamos a falar de supercomputadores de hoje, demorarem, disseste, meses agora? 00:19:39.06Meses. 00:19:39.42O que é incrível. 00:19:41.28Sim.

Nuno Loureiro 00:19:43.18Exato. 00:19:43.66Portanto, esta escala de computação é uma escala que as pessoas, em geral, não têm uma noção concreta do tipo de computação que se faz e dos recursos que são utilizados. 00:19:51.88É muito frequente simulações para prever o comportamento destes plasmas, com os quais tentamos fazer fusão nuclear, consumirem qualquer coisa como 100 milhões de horas computacionais. 00:20:02.30Ok, o que é que isto quer dizer? 00:20:03.20Isto quer dizer que houve alguém que pegou, por exemplo, em 100 mil computadores, ou 100 mil processadores, se quiser, que estão a trabalhar em paralelo, distribui o cálculo a fazer por esses 100 mil processadores. 00:20:14.82Isto quer dizer que o processador número 1 faz uma parte das contas, o número 2 outra parte, o número 3 outra parte. 00:20:19.78Eles comunicam entre si, não é? 00:20:21.16Portanto, o processador número 10 diz assim, olha, tenho aqui o resultado desta parte da conta, vou enviar para o processador número 20. 00:20:27.94Portanto, eles comunicam assim, é assim que funciona a computação paralela. 00:20:31.32E, portanto, estes 100 mil computadores juntos calcularam durante semanas, às vezes meses, para chegar ao fim desta conta que eles estavam a tentar fazer. 00:20:41.90Estas contas são muito complexas, portanto, tipicamente têm a ver com tentar prever o comportamento deste plasma, como eu dizia, tendo a ser turbulento. 00:20:48.26E, portanto, dizer-nos se este plasma vai perder calor, se vai perder partículas, etc, etc.

José Maria Pimentel 00:20:53.98E, rapidamente, enfim, corrijo-me se eu estiver a intuir isto mal, mas a minha intuição é que isto pode parecer estranho demorar assim tanto tempo, mas, na verdade, se a pessoa pensar que pequenas diferenças de comportamento inicial depois têm efeitos exponenciais ao longo do tempo, não é estranho que exija esses recursos computacionais, não é? 00:21:08.80Porque tu, a partir do momento em que tens essas diferenças pequenas, facilmente crias cenários possíveis que são quase infinitos, não é? 00:21:08.80Para o comportamento do plasma. 00:21:17.28Sim, portanto... 00:21:18.00É aquele caótico, não é? 00:21:18.00Que falavas há bocadinho.

Nuno Loureiro 00:21:19.84Pronto, essa sensibilidade às condições iniciais também é uma coisa que é explorada variando as condições iniciais. 00:21:26.08Portanto, cada simulação demora muito tempo, não é? 00:21:28.52E se quisermos explorar a sensibilidade às condições iniciais, temos simplesmente de fazer mais simulações. 00:21:33.16Mas aquilo que faz com que estas simulações computacionais serem tão complexas é a diferença... 00:21:37.60Bom, não sei se cegar é muito técnico, mas, portanto, é a diferença entre as escalas que queremos simular e as escalas que são exigidas pelo sistema. 00:21:44.54Portanto, imagina que, para preveres o tempo em Portugal amanhã, imagina que tinhas que simular, tinhas que ter uma resolução de metro quadrado na área de Portugal. 00:21:54.88Ok? 00:21:54.88Portanto, Portugal tem a área que tem, são muitos metros quadrados, não é? 00:21:58.08Portanto, são muitas unidades computacionais para tentar perceber o tempo no país em geral, está? 00:22:02.76Acho que isto é uma boa analogia para perceber porque é que estas condições são tão complexas. 00:22:06.40Portanto, tem a ver com a resolução que tem que se ter face ao tamanho do sistema que estamos a tentar simular.

José Maria Pimentel 00:22:11.22Sim, sim, sim. 00:22:11.22Por acaso, é uma bela analogia. 00:22:13.64E, de facto, é incrível os recursos que existe e ajuda a explicar também porque é que é um desafio tão grande conseguir...

Nuno Loureiro 00:22:18.50Hoje em dia, portanto, estamos a, como eu dizia, a simulação numérica é uma ferramenta que nós temos explorado imenso na nossa disciplina e, hoje em dia, portanto, estamos a começar a ver a utilização de técnicas mais avançadas de computação, como, por exemplo, machine learning, inteligência artificial e até mesmo algumas ideias um pouco mais exóticas de computação quântica.

José Maria Pimentel 00:22:39.12Eu ia-te perguntar exatamente isso, sim.

Nuno Loureiro 00:22:41.00Para tentar conseguir ainda computações mais fidedignas deste problema que estamos a tentar resolver.

José Maria Pimentel 00:22:45.90Porque, enfim, como imaginas, é uma área que eu percebo pouco, mas estava até a ouvir falar e estava a pensar que esta era precisamente das áreas em que a computação quântica teria maior impacto.

Nuno Loureiro 00:22:54.66Bom, potencialmente... 00:22:55.84Potencial, potencial, sim. 00:22:57.02Exato. 00:22:57.94Potencialmente, sim. 00:22:58.74Portanto, existe o advento da computação quântica, ainda não aconteceu, não é? 00:23:02.54Exato. 00:23:03.18A computação quântica é uma área de investigação e, hoje em dia, alguns de nós estão a tentar perceber como é que poderíamos utilizar computadores quânticos para simular os problemas em que nós estamos interessados, quando, finalmente, houver computadores quânticos funcionais, não é? 00:23:16.24E isso é um problema de investigação em si, independentemente das potenciais aplicações que possam ou não vir a ter para a fusão nuclear, mas é uma área muito gira.

José Maria Pimentel 00:23:25.30Olha, vamos voltar um bocadinho atrás para organizar isto. 00:23:28.24Desculpa, vou só voltar a uma pergunta que tinha feito porque não sei se entendi bem. 00:23:32.44Recapitulando, o que acontece no Sol é que tu tens, simultaneamente, temperaturas muito elevadas e uma pressão, em resultado da gravidade, muito elevada e os dois contribuem para esta reação. 00:23:40.42Na Terra, tu não consegues reproduzir essa pressão e, portanto, tens que recorrer à temperatura para provocar este tipo de reação. 00:23:47.38Qual é a equivalência entre os dois processos em provocar uma reação nuclear?

Nuno Loureiro 00:23:50.72Eu, possivelmente, não me expliquei bem.

José Maria Pimentel 00:23:52.80Ah, esta premissa, se calhar eu não estou a explicar bem, se calhar não é assim. 00:23:55.36Eu próprio, se calhar, não me expliquei bem.

Nuno Loureiro 00:23:56.88Portanto, no Sol, tu não tens este problema do confinamento deste gás porque ele está confinado pela pressão, não é? 00:24:01.08Portanto, tu tens uma força de gravidade imensa e isso confina o plasma no interior do Sol. 00:24:06.12Nós, aqui na Terra, nós não temos esse campo gravitacional e, portanto, para confinar o plasma, em vez de usarmos campos gravíticos, usamos campos magnéticos. 00:24:12.12Mas, quer dizer, ao fim do dia, uma pessoa tem que chegar a pressões muito semelhantes, em que a pressão é a densidade, de vez, a temperatura, não é?

José Maria Pimentel 00:24:18.24Mas porquê é que nós, na Terra, precisamos de temperaturas mais elevadas do que no Sol? 00:24:21.72É porque não conseguimos a mesma pressão, não é?

Nuno Loureiro 00:24:23.74Pois, portanto, exatamente. 00:24:25.22Tem a ver com a densidade que conseguimos confinar. 00:24:27.64Portanto, existe uma coisa chamada o produto triplo da fusão, o produto de Lawson, e eu acho que isto é relativamente intuitivo. 00:24:35.82Portanto, quando uma pessoa quiser, quer ter reações de fusão de uma forma que seja sustentável, portanto, que haja suficientes reações de fusão para produzir energia, nós precisamos de ter partículas suficientes, à temperatura suficiente, durante um tempo suficiente. 00:24:49.24Portanto, não basta uma reação de fusão de hora a hora para o sistema ser rentável. 00:24:54.18E, portanto, se quiseres maximizar isto, tu consegues maximizá-lo tendo mais densidade, ou mais temperatura, ou mais ambos, portanto, mais pressão, durante tanto o tempo quanto conseguires. 00:25:06.12Portanto, as pessoas muitas vezes falam neste produto triplo, que é a densidade vezes a temperatura, que é a pressão, vezes o tempo. 00:25:11.38O tempo. 00:25:11.70O tempo de confinamento, ok? 00:25:13.74Contudo, como eu falava antes, estes plasmas parecem ter uma mente própria, às vezes, em ideias próprias, portanto, existem limites à pressão que a gente consegue confinar num reator. 00:25:23.80E, ultrapassando estes limites, o plasma torna-se instável e a reação acaba. 00:25:28.30Portanto, começa a desrespeitar os campos magnéticos que nós utilizamos para o tentar confinar.

José Maria Pimentel 00:25:32.56Começa, no fundo, a embater nas paredes, digamos assim. 00:25:35.32Digamos assim. 00:25:36.22Começa a desviar, sim.

Nuno Loureiro 00:25:36.72E, portanto, temos que trabalhar com essas limitações, que são limitações que não sabemos ultrapassar.

José Maria Pimentel 00:25:40.82No Sol não existe esse problema, porque a gravidade é suficientemente forte para confinar. 00:25:44.52Certo, certo, certo. 00:25:44.52Ok, ok. 00:25:44.52Boa, boa. 00:25:46.54O último ponto da tua explicação inicial, que foi exatamente por onde tu começaste, em certo sentido, o mais importante de todos, que é de onde é que vem a energia que é produzida pela reação de fusão. 00:25:55.04E aqui, corremos o risco de nos enfiar aqui num rabbit hole, de nunca mais sair daqui, mas eu acho interessante explorar este aspecto porque, aliás, isto é um fenómeno físico muito interessante, nas partículas mais leves, quando tu as vais fundindo, elas vão libertando energia, e nas partículas mais pesadas, como é o caso do urânio, que é usado na fissão, é ao contrário, não é? 00:26:13.42É quando os separas que eles libertam energia. 00:26:13.42Porquê que isto acontece? 00:26:13.42Ou seja, de onde é que vem esta energia que é libertada por esta reação?

Nuno Loureiro 00:26:19.08Pronto, portanto, na realidade, em último caso, esta energia vem da famosa equação de Einstein, é igual a mc², não é? 00:26:26.74E, portanto, esta ideia de que é possível converter massa em energia e energia em massa. 00:26:31.96O que acontece no caso da fusão é que existe uma diferença de massa entre os...

José Maria Pimentel 00:26:36.28A soma das partes e o produto final da fusão, não é?

Nuno Loureiro 00:26:38.44Exatamente. 00:26:38.44Entre os ingredientes iniciais e o resultado. 00:26:38.44E essa massa é convertida em energia.

José Maria Pimentel 00:26:42.22Eu estou cheio de pena de ti, que estás a ter que explicar estas coisas para leigos, mas vou ter que... 00:26:46.28Vou ter que... 00:26:46.28Desculpa, mas vou ter que fazer uma pergunta a seguir. 00:26:49.88Isso é relativamente fácil de perceber intuitivamente, não é? 00:26:51.90Se o produto final desta fusão é menor do que a soma das duas massas iniciais, liberta energia. 00:26:57.20Mas porquê é que liberta energia? 00:26:57.20Porquê é que isso acontece? 00:26:59.28Quer dizer, o que é que está nas leis da física que faz com que, no fundo, ou por outro, ao contrário, porquê é que a massa é menor, não é? 00:27:03.22O que é que acontece para que a massa do produto final seja menor do que a massa dos dois átomos, ou, neste caso, dos dois isótopos iniciais?

Nuno Loureiro 00:27:09.20José Maria, eu não sei se sei dar uma explicação simples a essa pergunta. 00:27:13.66Na realidade, isto tem a ver com questões sobre a estabilidade interna dos núcleos e a maneira como nem todas as configurações são possíveis. 00:27:21.54Portanto, apenas o facto de esta escala, as coisas estarem quantizadas e, portanto, apenas certos níveis podem ser ocupados, e, portanto, não podes ter uma reação em que as massas estejam distribuídas continuamente. 00:27:31.00Existe uma... como se tivesse uma tabela de situações possíveis e essa tabela é discreta. 00:27:35.44E, portanto, a diferença entre esses níveis tem que ser libertada a energia de uma forma discreta. 00:27:39.86Os fotões de luz que a gente fala que são energia, não é?

José Maria Pimentel 00:27:42.72Mas tem alguma coisa a ver com... 00:27:45.06Eu lembro de ter apanhado esta explicação em tempos e era qualquer coisa deste tipo. 00:27:48.30É preciso alguma energia, digamos assim, para manter o núcleo do átomo coeso. 00:27:53.08No fundo, para o átomo existir, não é? 00:27:54.24Para o átomo existir e não se desmembrar, à falta de melhor analogia, não é? 00:27:57.58Certo. 00:27:58.24E essa energia diminui com a fusão. 00:28:00.54Ou seja, é menor no hélio, que vem a seguir ao hidrogênio, do que no hélio. 00:28:04.84E daí, quando tu fundes dois átomos de hidrogênio, libertar-se essa energia extra. 00:28:08.62Enquanto que, no caso do urânio, é ao contrário. 00:28:10.20Certo.

Nuno Loureiro 00:28:10.72Exatamente. 00:28:11.48Tudo o que estás a dizer é correto e é complementar àquilo que eu estava a dizer. 00:28:15.10Isto é, na realidade, são duas perguntas diferentes. 00:28:17.12Uma é porque é que existe esta conversão de massa em energia. 00:28:21.02E a outra é porque é que, para os átomos mais leves, a tendência é fundir. 00:28:26.28E para os átomos mais pesados, a tendência é aficionar. 00:28:29.38A explicação foi aquela que estou acabado de dar. 00:28:31.76Muito bem. 00:28:32.14Ok.

José Maria Pimentel 00:28:32.50Ok. 00:28:32.78Boa. 00:28:33.12Então, temos o mise en place, digamos assim. 00:28:36.28Temos os ingredientes que precisamos para avançar para a parte mais sumarenta. 00:28:40.94Este é um tema que me interessa, acho que é miúdo, comecei a interessar-me por física e por estas áreas, enquanto, obviamente, leigo e, enfim, não segui essa área. 00:28:49.20Mas este sempre foi um tema que me fascinou porque há décadas que se sabe que está aqui um grande potencial de resolver uma série de problemas do mundo, mesmo antes da questão das alterações climáticas. 00:28:56.84Mesmo antes disso, só o facto de ter uma fonte de energia praticamente ilimitada é a razão para investir pelo menos atenção nisso. 00:29:03.86Ao mesmo tempo, como tu dizias, já há décadas que se tenta fazer avanços, tu chamavas a atenção e esse ponto é importante, que não é exatamente desde os anos 40. 00:29:10.50Aí, provavelmente, as atenções estavam mais focadas na questão da bomba e menos na utilização de energia, mas pelo menos desde os anos 60. 00:29:16.66E, no entanto, os avanços foram sendo sempre mais lentos do que se desejava, até há uma série de piadas na área em torno disso. 00:29:22.96Toda a gente que já leu qualquer coisa sobre o assunto já ouviu, não é qualquer coisa do tipo, a fusão nuclear está há duas décadas de distância e estará sempre. 00:29:30.20Há variações sobre esta piada, mas essa é a mesma coisa. 00:29:33.28A verdade é que nos últimos anos, e quando eu digo os últimos anos, falo do último um, dois anos, ou três anos, começa finalmente a parecer a haver vários progressos a sério nesta área. 00:29:43.50Tu próprio já o disto há bocadinho que tinha havido muito mais progressos do que, no fundo, parece, em termos de resultados, não é? 00:29:48.12Como acontece sempre, não é? 00:29:49.38Há sempre coisas que estão a passar debaixo de água e que não fazem headlines, mas que são progresso. 00:29:53.60A verdade é que só no último ano nós tivemos, pelo menos, dois avanços importantes, e esses sim fizeram manchetes de jornais. 00:30:00.90Um, nos Estados Unidos, no National Ignition Facility, que fica no Lawrence Livermore National Laboratory, portanto é um laboratório americano, em que conseguiram, através de... e já agora, e até é uma pergunta que eu te vou fazer a seguir, porque há dois métodos, basicamente, atualmente, para tentar fusão. 00:30:15.68No caso dos Estados Unidos, eles usaram um método que é através de laser, se não vou erro, não é? 00:30:18.86E conseguiram, essencialmente, o que eles conseguiram foi atingir o máximo, até hoje, em termos de... do rácio entre a energia que tu introduzes no sistema para gerar esta reação e o output, não é? 00:30:27.96E o resultado que consegues de reação. 00:30:29.52Isto foi em agosto do ano passado e, em fevereiro deste ano, no Reino Unido, o JET, que é outro laboratório que já tinha feito o último recorde em 97, conseguiu gerar esta reação, ou seja, gerar uma reação de fusão, pelo recorde até hoje, que são... 00:30:40.82que não parece muito, que são 5 segundos, mas é que significativo. 00:30:44.62E, portanto, tivemos, de um lado, o recorde em termos de resultado, ou seja, de energia produzida face à energia injetada, e, do outro lado, de duração, e tu aludias e sabe um bocadinho a importância de manter essa duração ao longo do tempo. 00:30:57.18Por outro lado, temos vários outros laboratórios em outros países a tentar fazer avanços, temos o ITER, que vai ser lançado, vai ser lançado, vai ser, está em construção, Salvoira, vai ser inaugurado, acho que em 2024, não é? 00:31:08.90Em França.

Nuno Loureiro 00:31:09.30O ITER, sim, portanto, acho que tem objetivos de ser, não sei se a data está bem... 00:31:13.48Talvez não, mas espera, já... 00:31:14.48Mais tarde nesta década, sim.

José Maria Pimentel 00:31:16.32Já explicas melhor, mas pronto, o ITER é assim um grande projeto, um projeto que reúne uma série de países e que terá um destas coisas em forma de dónita que tu aludias há bocadinho, agora está-me a faltar a palavra certa. 00:31:24.00Um tocamac. 00:31:24.54Um tocamac, exatamente, terá um tocamac bastante maior do que os outros, e depois, ao mesmo tempo, temos uma série de iniciativas privadas, que têm recebido injeções maciças de fundos nos últimos anos, e algumas delas têm... bem, todas têm objetivos ambiciosos e várias delas têm já comunicado alguns resultados aparentemente promissores, nunca se sabe exatamente em que é que se poderão concretizar, mas a verdade é que temos, tanto do lado público, digamos assim, como do lado privado, uma série de iniciativas que acho que eu não tínhamos há uns anos. 00:31:49.68Que avanço é que têm sido feitos na realidade? 00:31:51.80Ou seja, quão substanciais é que são estes avanços na prática?

Nuno Loureiro 00:31:54.14São várias boas questões numa só. 00:31:57.52Ok, portanto, só para o esclarecimento dos ouvintes, eu até agora falei da fusão nuclear controlada por confinamento magnético, portanto, utilizando campos magnéticos, existe uma alternativa que é a utilização de lasers para fazer implodir uma cápsula, uma cápsula que contém os reagentes, portanto, o deutério e o trítio, portanto, pode ser por iluminação direta da cápsula com esses feixes de laser, da maneira mais uniforme possível, ou por iluminação indireta, que é o que eles tentaram fazer no NIF, portanto, os lasers, na realidade, não incidem na cápsula diretamente, incidem nas paredes de um pequeno cilindro, dentro do qual está a cápsula, os lasers, quando incidem nas paredes do cilindro, criam um raio X e é a pressão destes raios X que faz comprimir a cápsula. 00:32:40.94Portanto, estes são métodos completamente alternativos, cada um com as suas vantagens e interventagens. 00:32:44.62Portanto, o que eles fizeram, de facto, no NIF, no National Ignition Facility, em Lawrence Livermore National Lab, como tu disseste, tiveram a experiência mais bem sucedida que eles tinham tido até agora, no sentido de ter chegado o mais próximo possível de uma situação em que...

José Maria Pimentel 00:32:59.08Em que se gera mais energia do que a que foi injetada, não é?

Nuno Loureiro 00:33:01.14Bom, com alguns qualificantes, que é gerar mais energia do que a energia que chegou à cápsula. 00:33:08.14Mas a energia que chega a esta cápsula que estamos a tentar fundir é uma fração ínfima de bom. 00:33:12.90Ok. 00:33:13.24Ter cerca de 1% da energia que foi utilizada para ligar estes lasers. 00:33:17.42Isso foi uma grande vitória do NIF e foi um acontecimento espetacular. 00:33:21.64Portanto, esta área não é a área em que eu sou um especialista, mas, pelo que eu percebo, este triunfo teve a ver com manipulações muito subtis da maneira como a cápsula é construída. 00:33:31.46A cápsula é uma coisa que se pode ver a olho nu, mas muito pequena. 00:33:36.42E, portanto, a maneira como ela é construída lá dentro tem detalhes que podem resultar em sucesso ou não. 00:33:41.90No caso do JET... 00:33:42.92O JET do Reino Unido. 00:33:43.96Do Reino Unido, exatamente. 00:33:45.10Portanto, o JET é um projeto de colaboração europeia que fica no Reino Unido. 00:33:49.14É um tokamak que está em operação desde 1984, salvo erro, que foi recentemente modificado para substituírem a parede do tokamak por um material que vai ser o mesmo material que vai ser utilizado no ITER. 00:34:02.30Tu também falaste. 00:34:02.82Portanto, eles estão neste momento a usar o JET como... 00:34:05.58Como teste, não é? 00:34:06.26Como uma máquina para fazer teste, exatamente, para tentar prever o que é que vai acontecer no ITER. 00:34:10.58E, portanto, o que eles conseguiram, depois de alguns soluços, por assim dizer, foi reproduzir, tentar reproduzir a melhor experiência que eles tinham tido até agora, que tinha sido em 97, mas agora nas condições mais próximas das condições que o ITER vai ter. 00:34:23.86E, portanto, eles não só conseguiram reproduzir o que tinham feito em 1997, eles conseguiram ultrapassar a energia produzida e manter essa energia durante 5 segundos, que basicamente é o máximo que o JET pode operar sem interrupções. 00:34:37.04Então isso foi uma grande vitória e um resultado do trabalho internacional feito pela comunidade de fusão. 00:34:43.06E, de facto, foi um resultado espetacular. 00:34:45.44E que eu penso que é um bom augúrio daquilo que o ITER poderá vir a encontrar.

José Maria Pimentel 00:34:51.48E o ITER, eu apanhei algumas declarações nesse sentido e coincido até com o que o Luís tinha dito no episódio. 00:34:59.26Entrasse sempre por dizer algo neste sentido. 00:35:01.66Se o JET conseguiu isto, o ITER quase certeza vai conseguir um rácio superior a 1, ou seja, gerar mais energia do que aquela que é injetada, simplesmente pela sua dimensão. 00:35:11.42Porquê que isto é assim? 00:35:11.42Porquê que ser maior, neste caso, é quase um garante de maior rendibilidade?

Nuno Loureiro 00:35:16.78Se é que é assim? 00:35:17.58Quer dizer, a ideia subjacente àquilo que tu acabaste de dizer tem, de facto, a ver com o tamanho, porque o tamanho traduz no tempo que tu consegues confinar a energia dentro do teu Tokamak. 00:35:28.80Para explicar isto melhor, talvez possa apelar a uma imagem simples de cozinha. 00:35:34.00Imagina que tens uma panela com água a ferver, ok? 00:35:37.36Ela está com água a ferver, está tapada, mas as paredes estão em contacto com o ar da cozinha que está à temperatura ambiente, certo? 00:35:44.16Então, se tu não estiveres a fazer nada, tu vais perder a temperatura da água que lá está, não é? 00:35:48.52E agora a questão é quanto tempo é que tens que esperar para que a água que estava a ferver dentro da panela fique à temperatura ambiente. 00:35:54.34Bom, isso depende de várias coisas. 00:35:57.64Uma delas é da quantidade de água que tens lá dentro, e a outra é de qual é a distância entre o centro da panela e as paredes da panela. 00:36:05.00Basicamente é isto. 00:36:06.50Não estamos a falar de uma coisa mais complicada do que isto. 00:36:08.54Portanto, o ítero é maior, portanto, a distância entre o centro do plasma e as paredes do Tokamak é maior, e, portanto, isso significa que, em princípio, consegues confinar a energia mais tempo, portanto, aumentas o tal tempo que eu estava a falar, que era importante para as reações de fusão, e, em princípio, vais ter mais hipóteses de sucesso, mais reações de fusão.

José Maria Pimentel 00:36:27.36É engraçado porque isso estás a dizer, é exatamente o que explica diferenças de metabolismo, por exemplo, nos animais. 00:36:32.30Exatamente na mesma, acho eu, enfim, que espero não estar a transmitir mal, mas é exatamente a mesma lógica de superfície versus interior e da distância.

Nuno Loureiro 00:36:39.42Pois, portanto, tu aludiste ao interesse das empresas privadas, não é? 00:36:42.34Na fusão, e o que é que mudou que tenha motivado este subinteresse de empresas privadas e venture capital? 00:36:49.12Não sei como é que se diz venture capital em português.

José Maria Pimentel 00:36:50.96Capital de risco. 00:36:51.64Capital de risco, acho que sim.

Nuno Loureiro 00:36:52.64Capital de risco, obrigado, exato, obrigado. 00:36:54.64Capital de risco. 00:36:55.38Portanto, não sei se existe apenas uma explicação para isso, mas acho que existe uma perceção de que a fusão nuclear tem um papel fundamental a desempenhar na transição energética e na transição para um cenário energético que é livre de fontes poluentes, livre de carbono. 00:37:10.64Portanto, eu acho que há muitos investidores privados que estão motivados a investir nesta área porque querem combater as alterações climáticas causadas pelo homem, não é? 00:37:18.70Porque têm esse tipo de motivação. 00:37:20.38Mas também há muitas empresas que simplesmente acham que isto é, de facto, a próxima oportunidade e que querem entrar no jogo o tão cedo quanto possível para poderem lucrar com isso, não é? 00:37:28.42E, portanto, de facto, ao longo dos últimos dois ou três anos, acho que houve uma ressonância entre o dinheiro privado que está disponível e o número de pessoas que criaram empresas privadas para tentar explorar conceitos diferentes de fusão nuclear. 00:37:42.94Portanto, existe uma corrida neste momento para saber quem é que vai conseguir primeiro demonstrar produção de energia, não é? 00:37:49.86Através da fusão nuclear, qual é que vai ser o conceito, qual é que vai ser, se vai ser uma empresa ou um laboratório nacional a demonstrá-lo e toda a gente está a tentar fazer essa demonstração muito antes daquilo que o ITER vai demonstrar a execuibilidade da fusão. 00:38:03.98Portanto, o ITER só vai ter experiências com deutério e trítio em 2035, portanto, neste momento...

José Maria Pimentel 00:38:08.34Ah, ok, não sabia que era tão tarde.

Nuno Loureiro 00:38:10.16Portanto, o ITER é suposto estar a funcionar mais tarde nesta década, talvez 2025, se tudo correr como planeado, mas eles não vão começar logo a fazer deutério e trítio, portanto, eles vão primeiro a fazer experiências com o hidrogênio para conhecer melhor a máquina e só mais tarde é conter as campanhas de deutério e trítio.

José Maria Pimentel 00:38:24.76Ah, ok. 00:38:24.76Bem, mas de facto é incrível, é uma boa demonstração da complexidade que falávamos há bocadinho, ou seja, precisar de 10 anos de testes até começar a testar a sério, até começar a fazer experiências a sério, mostra quão complexo é o exercício.

Nuno Loureiro 00:38:39.94Pois, portanto, certamente é uma maneira muito prudente de fazer as coisas, contudo, há pessoas que acham que é demasiado prudente, que gostariam de esperar menos e, certamente, o capital de risco não é conhecido por ser particularmente paciente, não é? 00:38:51.32Portanto, as pessoas não querem esperar 15 anos, querem a fusão tão cedo quanto possível, não é?

José Maria Pimentel 00:38:58.30Sim, sim, sim. 00:38:58.30Mas o que é que tu... a entrada do capital de risco e, até em certo sentido, a própria preocupação com as alterações climáticas acabam por surgir, de certa forma, à posteriori, não é? 00:39:08.08Porque estes progressos são, inevitavelmente, resultado de trabalho que foi feito nos últimos anos e não só nos últimos um, dois anos, não é? 00:39:12.42Mas a verdade é que são progressos muito grandes comparativamente com o que tinha acontecido antes. 00:39:16.20O caso do JET, por exemplo, bateu o recorde anterior que tinha sido estabelecido por eles próprios em 97, portanto já há uma série de anos. 00:39:24.72Certo. 00:39:25.18Na tua opinião, o que é que explica este súbito, antes de haver o súbito interesse, não é que é o próprio resultado disso, esta súbita aceleração tem a ver com os avanços na supercomputação, que falavas há bocadinho, e na inteligência artificial, ou é simplesmente uma espécie... estas coisas às vezes acontecem assim, não é? 00:39:36.26Há uma acumulação de conhecimento que, de repente, se traduzem progressos sem que isso signifique que houve necessariamente

Nuno Loureiro 00:39:45.60uma aceleração do investimento naquele período. 00:39:45.60Sim, portanto, existem algumas... a computação certamente ajudou-nos a perceber muito melhor como é que se comportam os plasmas nos reatores, não é? 00:39:54.98E isso traduziu-se na descoberta de cenários de fusão mais eficientes ou mais promissores. 00:39:59.56E depois existem algumas tecnologias que não estavam disponíveis há 20 anos atrás e que agora estão disponíveis. 00:40:04.72Por exemplo, aqui há uma companhia que é um spin-off aqui do MIT que se chama CFS, Common Wealth Fusion Systems, cujo conceito é baseado no facto de eles terem descoberto uma maneira de construir bobinos magnéticos, que é radicalmente diferente daquilo que se podia fazer antes, não é? 00:40:20.58E que permite termos campos magnéticos muito mais fortes do que se achava que seria possível. 00:40:24.58E, portanto, como o confinamento é uma questão de campo magnético, portanto, aumentar a intensidade do campo magnético é altamente vantajoso. 00:40:33.82E, portanto, o conceito deles é baseado nesta tecnologia nova de fazer... 00:40:38.06Isto não era possível há 5 anos atrás, se quer.

José Maria Pimentel 00:40:40.72Ou seja, isto vai beber também avanços noutras áreas como a ciência dos materiais, não é?

Nuno Loureiro 00:40:44.38Sem dúvida. 00:40:44.38Sem dúvida. 00:40:44.38Portanto, a fusão nuclear não é apenas uma questão de física, não é? 00:40:50.70Portanto, existem todas as áreas de engenharia e tecnologia circundantes. 00:40:54.48Engenharia dos materiais, certamente, muitas outras coisas que ditam o sucesso da fusão nuclear como uma fonte de energia.

José Maria Pimentel 00:41:01.26É interessante, porque tu vees... 00:41:01.26Enfim, eu vejo isto fora, não é? 00:41:01.26Mas eu vejo um entusiasmo recentemente, e quando digo recentemente é no último ano, se quiseres, em torno da fusão nuclear, que contrasta com um certo ceticismo, até algum cinismo que tu vias há uns anos em que, enfim, achava-se que era, obviamente, o potencial era tão grande que justificava continuar sem investir, mas as razões para o otimismo não eram especialmente grandes e tu hoje em dia ouves pessoas... 00:41:23.02Aliás, houve até há umas semanas, uma cimeira na Casa Branca em torno disto em que a secretária da Energia, salvo erro, falava em ter fusão nuclear na próxima década, não é? 00:41:31.54Provavelmente é um... 00:41:31.54Enfim, é bastante ambicioso, mas era algo que se alguém dissesse isso, há 10 anos achavam que era maluco, basicamente. 00:41:35.64Se calhar há muita gente. 00:41:39.26Muita gente também terá achado que ela era maluca, mas ainda assim...

Nuno Loureiro 00:41:42.32Portanto, sem dúvida houve essa cimeira na Casa Branca, não é? 00:41:42.32Cujo tópico era o estabelecimento de uma visão para a comercialização da energia de fusão para a próxima década. 00:41:47.54E eu acho que há muitas pessoas que consideram que isto é otimista, se calhar demasiado otimista. 00:41:59.36Eu acho que há razões para estarmos entusiasmados, os progressos que têm sido feitos e o momento que está por trás da fusão nuclear neste momento é muito forte e acho que há ideias em jogo que são muito interessantes e que parecem muito promissoras. 00:42:07.76Contudo, eu acho que a história da fusão nuclear aconselha prudência e, por um lado, existe esta percepção de que algo como a fusão nuclear é necessário para fazermos esta transição energética e, portanto, acho que isso motiva muito do otimismo e do momento que se tem criado por trás disto. 00:42:26.44Por outro lado, acho que é importante perceber que a fusão nuclear ainda é uma área de investigação, o problema não está resolvido e, quem não sei, que o problema está resolvido não está a ser honesto, não é? 00:42:34.76Portanto, nós achamos que os estudos que temos feito sugerem que a fusão nuclear é possível, não é? 00:42:40.38Mas até fizemos a experiência e nós não sabemos a resposta.

José Maria Pimentel 00:42:45.44Claro, claro. 00:42:45.44E há mais até porque nós aqui temos estado a falar dos desafios em gerar a reação e, em geral, em gerar esse tal net positive, gerar mais energia do que aquela que se injeta no sistema para gerar a reação, conseguir fazê-lo durante algum tempo, ou seja, conseguir que isso seja estável. 00:43:01.46Mas a impressão que eu tenho é que os desafios para depois, para criar, de facto, energia comercialmente viável vão para além disso, não é?

Nuno Loureiro 00:43:09.84Certo. 00:43:09.84Tu tens toda a razão. 00:43:09.84Isto é, não basta apenas ter a reação de fusão a funcionar, não é? 00:43:16.46Portanto, existem todas as questões que estão associadas com pegar nisto e fazer disto um reator de energia, não é? 00:43:21.80Portanto, uma coisa que produz, de facto, energia para a rede de uma maneira contínua. 00:43:24.82E aí existem várias questões que têm que ser trabalhadas ainda, que podem ir de partes sociológicas da questão, como, por exemplo, será que as populações estão disponíveis para ter reatores de fusão nuclear nos seus quintais, não é? 00:43:38.70Salvo seja, portanto, na sua terra. 00:43:38.70Até questões altamente técnicas, como, por exemplo, como é que vamos continuar a gerar trítio o suficiente para...

José Maria Pimentel 00:43:47.42Eu ia-te perguntar isso. 00:43:48.14Para termos o trítio que é necessário. 00:43:49.74Porque o trítio é muito raro, não é?

Nuno Loureiro 00:43:50.84O trítio não existe na natureza porque tem um tempo de decaimento radioactivo médio de 12 anos. 00:43:56.12Portanto, o trítio tem que ser gerado, e nós sabemos gerá-lo, é gerado através de lítio. 00:44:00.36Portanto, bombardeia-se de lítio com neutrões e isso gera trítio. 00:44:04.68Portanto, estamos a falar de um processo que é inerente a um design normal daquilo que se concebe que poderia ser um reator de fusão nuclear. 00:44:08.48Mas pronto, isto é, não é a coisa mais óbvia do mundo, não é? 00:44:12.68Ao contrário do deutérico, se vai buscar a água do mar, o trítio tem questões associadas, é um elemento radioactivo, contrasta com a fissão nuclear, porque na fissão nuclear o tempo médio de decaimento radioactivo é da ordem dos 100 anos, enquanto que o trítio é de 12 anos. 00:44:26.06Portanto, e as quantidades de trítio que são necessárias são diminutas, mas em todo caso. 00:44:29.58Portanto, existem estas questões que estão subjacentes à fusão nuclear como uma fonte de energia e que têm que ser bem trabalhadas e resolvidas em alguns casos.

José Maria Pimentel 00:44:40.70E o rácio do... 00:44:40.70Eu não sei qual é o termo técnico para o rácio entre a energia introduzida e a energia gerada. 00:44:47.30Não sei, rendimento, rentabilidade. 00:44:47.30Vamos chamar-lhe rentabilidade, então. 00:44:47.30Atualmente, o que nós temos é, ainda está abaixo de um, aquele do NIF, acho que foi 0.7, sabe o erro? 00:44:58.52E foi assim, no microsegundo, portanto, foi ali no momento muito preciso. 00:45:02.12Menos ainda. 00:45:03.52Menos ainda. 00:45:04.68Menos ainda do que um microsegundo. 00:45:06.22Menos ainda do que um microsegundo. 00:45:06.22E ainda, por cima, o denominador não é fiel, como tu estavas a dizer há bocadinho, não é? 00:45:10.28Porque não está a contabilizar, só está a contabilizar a energia que acertou, digamos assim, não a energia toda. 00:45:15.78Por acaso, não sabia disso. 00:45:15.78E no caso do JET, não é? 00:45:15.78No caso do laboratório no Reino Unido, sabe ver, acho que foi 0.3, portanto, é um valor abaixo, embora tenha sido por mais tempo. 00:45:23.88Mas o que nós precisaríamos para gerar energia sustentável, Lia ou Alguros, não é sequer 1.1, não é? 00:45:29.66O que nós precisaríamos era algo na ordem dos 100, por exemplo, não é?

Nuno Loureiro 00:45:32.06Pois, portanto, aí entramos na questão do que é que se quer dizer por sustentável. 00:45:36.48E, portanto, quando tu dizes isso, o que tu estás a dizer é economicamente viável. 00:45:40.08Sim, sim, sim, é isso que eu estou a dizer. 00:45:41.38Mais uma vez, existem algumas questões do discurso que eu acho que é importante sermos muito claros. 00:45:45.72Existe uma diferença enorme entre demonstrar que é possível fazer fusão nuclear de uma forma controlada, não é? 00:45:50.78Aí era ter uma rentabilidade de 1, não é? 00:45:53.40Portanto, é simplesmente dizer, ok, estas reações estão a produzir tanta energia quanto aquela que eu já tenho no sistema. 00:45:58.84Mas isto não é suficiente para isto ser economicamente viável, ok? 00:46:02.92Portanto, para tu teres uma situação em que vão haver operadores ou empresas que vão fazer dinheiro com a fusão nuclear, não é? 00:46:09.38Porque, basicamente, é uma condição essencial para a comercialização da energia nuclear. 00:46:15.22Tu tens que ter rentabilidades que são muito superiores a isso. 00:46:18.80Portanto, vamos dizer, esse raço, em vez de ser 1, tem que ser 5 ou 6 ou 7. 00:46:23.10Isso agora vai depender dos detalhes em si de como é que é construído este reator, os seus custos em si. 00:46:29.08Já estamos a falar numa situação em que estamos a construir reatores em série, portanto, em que os custos baixam, etc, etc.

José Maria Pimentel 00:46:38.50Contribua para a continuidade e crescimento deste projeto no site 45raus.parafuso.net barra apoiar. 00:46:45.28Veja os benefícios associados a cada modalidade e como pode contribuir diretamente ou através do Patreon. 00:46:50.80Obrigado. 00:46:54.80Como é que seria feita a conversão desta energia gerada em energia que se pudesse distribuir pela rede, não é? 00:47:00.56É exatamente a mesma forma que se faz no reator de fissão, ou seja, através de que é sendo água, salvo erro? 00:47:05.30Muito parecido, exato. 00:47:06.32Muito parecido.

Nuno Loureiro 00:47:07.62Basicamente, o Tokamak seria rodeado por este cobertor de lítio, que é bombardeado pelos neutrões que resultam da reação de fusão. 00:47:13.88Esse bombardeamento não só cria trítio, como aquece o cobertor e circulas, um líquido, pode ser água, que entra frio e sai quente. 00:47:21.82Pronto, e a partir daí é um sistema relativamente normal.

José Maria Pimentel 00:47:24.56Exato. 00:47:24.96Ou seja, o fim, a conversão é fácil, não é? 00:47:27.40Certo. 00:47:28.00Essa é a parte mais fácil, em certo sentido, não é?

Nuno Loureiro 00:47:29.82Em certo sentido, sim. 00:47:30.78Portanto, existem esquemas mais alternativos em que se fala de reações de fusão que não são com deutério e trítio e que não produzem neutrões e essas podem permitir outro tipo de conversão da energia de fusão em energia elétrica.

José Maria Pimentel 00:47:43.16É, mas essas são com o quê? 00:47:43.16Com hidrogênio mesmo, não?

Nuno Loureiro 00:47:46.40Com boron e protões. 00:47:46.40Portanto, é uma chamada fusão aneutrónica. 00:47:50.54Aneutrónica, ou seja, sem neutrões? 00:47:51.86Que não produz neutrões. 00:47:52.86Que não produz neutrões. 00:47:53.58Tem vantagens no sentido em que não produzindo neutrões não vai ativar radioativamente os materiais que estiverem expostos, mas tem a desvantagem de ser muito mais difícil de fazer, precisa de temperaturas muito mais elevadas. 00:48:04.48Ok. 00:48:04.76Também existem empresas privadas a explorar isto.

José Maria Pimentel 00:48:07.74Eu, ao cabo, não explorei isso, mas, enfim, a pessoa tem, quando eu falar em nuclear, gera sempre preocupação, não é? 00:48:12.98Daí o problema sociológico que tu falavas há bocadinho, que é um problema de branding, no fundo, e aliás, por isso é que muitas vezes a energia, eu reparei nisso, a energia nuclear de fusão aparece só como energia de fusão. 00:48:22.58Eu acho que é já uma tentativa tirar o nuclear. 00:48:25.64Sem dúvida. 00:48:26.28Não é? 00:48:26.28Tirar o nuclear do caminho. 00:48:28.32Mas, de facto, quer dizer, pode haver um problema nessa radioatividade, mesmo estando nós a falar de menos elementos radioativos produzidos e deles terem um nível de queimente mais rápido do que o urânio?

Nuno Loureiro 00:48:37.08Portanto, depende do que estamos a falar quando falamos de problemas, não é? 00:48:40.12Portanto, a fusão nuclear não é equivalente à fissão nuclear no sentido de ser possível um desastre nuclear como Chernobyl ou Fukushima, ok? 00:48:48.54E as razões para isto são várias. 00:48:50.52Uma delas é que a quantidade de trítio que existe em qualquer momento dentro do reator é mínima, ok? 00:48:57.78Portanto, aquilo dá para horas, por assim dizer, ok? 00:49:01.48Ao contrário de num redor de fusão nuclear em que muitas vezes os combustíveis que estão lá são suficientes para meses. 00:49:07.68Essa é uma diferença fundamental. 00:49:08.92Daí ser mais difícil também, não é? 00:49:10.26Sim, sem dúvida. 00:49:11.22A outra defesa fundamental é que se a temperatura baixar, as reações de fusão acabam. 00:49:17.16Portanto, voltando aos inícios da conversa, conseguir que a fusão nuclear funcione dá imenso trabalho, não é? 00:49:21.58É preciso ter aquelas temperaturas enormes, não é? 00:49:23.90Portanto, qualquer interferência com o reator, qualquer falha do seu funcionamento, causa imediatamente baixa da temperatura, acabam suas reações de fusão. 00:49:31.64Portanto, este cenário de desastre nuclear não existe na fusão nuclear e é uma das coisas, uma entre várias coisas, que a torna uma alternativa tão interessante à fusão nuclear.

José Maria Pimentel 00:49:40.98Ou seja, a vela apaga-se em vez de gerar um incêndio, não é?

Nuno Loureiro 00:49:43.18Exatamente, a vela apaga-se, exatamente. 00:49:45.52Agora, não podemos esquecer que isto continua a ser uma energia nuclear, não é? 00:49:49.40Portanto, o tríton é um elemento radioativo e vai haver ativação radioativa dos componentes da máquina. 00:49:56.20Pronto, e outra questão que se fala às vezes é os riscos associados para a proliferação nuclear, que possam ter a ver com a fusão nuclear. 00:50:03.86Esses riscos também existem. 00:50:05.34São mínimos, não sei se diria mínimos, mas inferiores aos riscos das centrais nucleares convencionais, mas não são zero.

José Maria Pimentel 00:50:12.92Sim, sim, esse é um ponto interessante. 00:50:15.16Enfim, é um ponto interessante sobretudo por causa deste problema de opinião pública que surge sempre em torno da energia nuclear. 00:50:20.84E mesmo, quer dizer, eu acho que parte dele tem a ver com o equívoco entre a energia de fissão e a energia de fusão, mas há outra parte que persiste mesmo depois da esclarecida desse equívoco, ou pelo menos parte dele. 00:50:30.84Tu há bocadinho falaste deste duplo esforço que existe atualmente de um lado de laboratórios públicos, digamos assim, ou seja, com fundos dos Estados e do outro lado de empresas privadas. 00:50:40.64O que é que as empresas privadas, enfim, eu sei que são muitas, portanto não é muito fácil responder isto assim, mas em que é que elas estão a ser criativas, não é? 00:50:46.72O que é que elas estão a tentar fazer diferente que os laboratórios com fundos públicos não conseguem fazer ou não querem fazer, tendo em quanto o ambiente é a questão?

Nuno Loureiro 00:50:54.40Nos melhores dos exemplos, o que essas empresas estão a fazer é desburocratizar o processo e simplesmente ter uma atitude mais eficiente, mais proactiva, mais... 00:51:03.08Experimentação, não é? 00:51:03.84Sim, com experimentação, mas também com sentido de urgência, que é difícil de implementar às vezes em operações muito burocratizadas ou que têm uma grande inércia, não é? 00:51:12.60Como muitas vezes os laboratórios do Estado aqui nos Estados Unidos, são operações gigantes, não é? 00:51:16.28As quais muitas vezes é difícil incutir um sentido de urgência ou que não conseguem inovar de uma maneira tão eficiente como algumas destas empresas privadas.

José Maria Pimentel 00:51:24.38Sim, porque a decisão é mais lenta, não é?

Nuno Loureiro 00:51:26.04A decisão é mais lenta, aversão a riscos, etc, etc. 00:51:28.94Exato, exato. 00:51:29.84Portanto, esta importação de uma atitude de Silicon Valley para o mundo da fusão, que é, de facto, o que nós estamos a ver, tem vantagens e desvantagens, claro, não é? 00:51:38.52Contudo, eu acho que algumas das vantagens são uma eficiência maior e uma menor aversão a correr riscos, não é? 00:51:46.06Permite experimentar várias coisas. 00:51:47.76Agora, aquilo que nós estamos a ver é, de repente, todo um mapa de empresas diferentes, nem todas têm propriamente um conceito que eu diria que está muito bem pensado. 00:51:58.04Portanto, existe um pouco de tudo. 00:52:02.34Existem algumas que eu acho que são muito promissoras ou, pelo menos, um conceito muito interessante. 00:52:07.00Outras, não tanto. 00:52:07.90Quer dizer, o mercado se irá mais tarde, não é? 00:52:10.58Sim.

José Maria Pimentel 00:52:11.40No caso das privadas, a partir de ir-se, é que elas estavam numa certa desvantagem por não ter os meios que tu tens para fazer no ITER um tocamac gigante, não é? 00:52:20.02Eles não conseguem fazê-lo, não é? 00:52:21.30E sendo a dimensão importante, como tu dizias há bocadinho, isso à partida seria uma desvantagem? 00:52:27.22Quer dizer, pelo menos neste método de confinamento magnético, não necessariamente no outro, uma desvantagem difícil de ultrapassar, não é?

Nuno Loureiro 00:52:33.02Sem dúvida. 00:52:33.60Portanto, o projeto do ITER, acho que é importante que as pessoas tenham noção, o orçamento oficial do projeto do ITER neste momento é 20 e tal bilhões de dólares. 00:52:41.88Ok? 00:52:42.24E os insiders dizem que isso é uma subestimativa que, na realidade, talvez esteja mais próximo dos 40 bilhões de dólares. 00:52:48.80Portanto, sim, não é qualquer empresa privada que tenha estes recursos à sua disposição. 00:52:53.98Então, este nível de financiamento não é aquilo que estamos a falar nas empresas privadas, embora algumas já tenham conseguido engariar qualquer coisa como um bilhão de dólares.

José Maria Pimentel 00:53:03.04Bilhão, estamos a falar de mil milhões, não é? 00:53:04.58Mil milhões, sim. 00:53:04.96O ITER é um projeto de engenharia gigantesco, talvez seja o projeto mais complexo de engenharia

Nuno Loureiro 00:53:17.26que a humanidade já tentou construir. 00:53:19.38Portanto, as empresas privadas não vão por aí, elas tentam explorar conceitos que permitem fazer reatores mais pequenos. 00:53:27.10Portanto, existe um trade-off entre o tamanho, por exemplo, e o campo magnético que se consegue ter. 00:53:31.26Ao bocado, dizia-te aqui esta empresa, a SCFS, todo o seu conceito é baseado no facto de conseguir ter campos magnéticos, que são cerca de duas a três vezes aqueles que vamos ter no ITER, e isso permite-lhes reduzir o tamanho, proporcionalmente, ao tamanho do ITER, e depois existe esta lógica de engenharia que é, as coisas maiores são mais caras, portanto, se quiseres construir uma máquina do tamanho do ITER, tu vais pagar muito mais do que construir uma máquina que seja três vezes menor. 00:53:53.36Portanto, existe este trade-off entre certos aspectos da máquina, que podem permitir uma grande redução dos custos.

José Maria Pimentel 00:53:58.10Ou seja, estão a tentar aplicar um campo magnético mais forte num espaço menor. 00:54:02.72Exatamente. 00:54:03.20E, no fundo, compensar a diferença de tamanho com um campo mais forte. 00:54:06.02É isso mesmo, precisamente. 00:54:07.42E há outro tipo de soluções criativas, digamos assim, de que... 00:54:10.34Bem, tu já lhe disse há pouco, aquela do... 00:54:12.38A neutrónica. 00:54:13.70Mas existem outras soluções criativas diferentes daquilo que tem sido feito por estes laboratórios, não é? 00:54:17.72Porque, no caso desse confinamento magnético, continuamos a falar de... 00:54:21.28Isto é uma variação sobre aquilo que já é feito, não é? 00:54:23.56Mas ocorreu-me que estas empresas também pudessem explorar outras vias que não tivessem sido sequer exploradas pelas vias ortodoxas dos laboratórios.

Nuno Loureiro 00:54:30.48Sim, existem algumas coisas bastante criativas que, em vez de usar lasers, usam pistões para comprimir o plasma. 00:54:38.44Existem outras que, basicamente, tentam criar uma onda de choque para comprimir uma cápsula. 00:54:44.32Existem muitas ideias, nem todas recomendáveis, acho eu. 00:54:48.10Sim, quer dizer, no mais mainstream, uma alternativa que eu acho que é séria e que é bastante promissora é uma variação do confinamento magnético que se chama um Stellarator, que basicamente é a mesma coisa que acontece que se pegássemos num donut e imagino que o seccionávamos em oito partes e rodávamos cada uma dessas partes por um ângulo diferente. 00:55:08.70Está uma máquina que se chama um Stellarator, existe um famoso na Alemanha chamado o Wendelstein 7X, e tem vantagens em relação ao tokamak convencional que são muito interessantes, tem a desvantagem de ser muito mais complexo de construir, mas eu acho que é uma tecnologia

José Maria Pimentel 00:55:22.28que... 00:55:22.92Mas qual é a vantagem em rodar essas partes do donut?

Nuno Loureiro 00:55:25.58A vantagem é que, ok, a vantagem é um pouco técnica, mas não necessitas de ter uma corrente a circular lá dentro, dentro do plasma, e o facto de não teres que impor essa corrente tem imensas vantagens, desde a operação até à estabilidade do plasma.

José Maria Pimentel 00:55:38.90Ok, engraçado. 00:55:39.68Eu não sei se esta minha impressão está correta, mas em áreas de ciência de ponta, infelizmente, a Europa tende a estar atrás dos Estados Unidos. 00:55:48.08Nesta área, a impressão que eu tenho é que não é esse o caso. 00:55:50.70Nós falámos do JET no Reino Unido, o ITER, enfim, o ITER é um projeto mundial, mas para todos os efeitos vai ser construído em França. 00:55:56.36Várias destas empresas, curiosamente, estão instaladas pelo menos no Reino Unido, e embora os Estados Unidos também tenham, nós falámos do NIF há bocadinho, e também tenham várias empresas destas privadas, eu tenho a impressão que, no mínimo, o tabuleiro de jogo está equilibrado, e até me parece que está mais a favor da Europa, é verdade?

Nuno Loureiro 00:56:09.50Sim, portanto, eu acho que, normalmente, o investimento dos Estados Unidos na fusão nuclear tem uma correlação forte com o preço do petróleo.

José Maria Pimentel 00:56:18.38Pois, essa era a minha suspeita, que tinha a ver com isso.

Nuno Loureiro 00:56:22.40E, portanto, eu acho que há algum tempo que o Departamento de Energia, que é quem coordena aqui nos Estados Unidos o investimento em fusão nuclear, decidiu que o grande projeto em que estão envolvidos é o ITER, e portanto, a grande parte do orçamento vai para a colaboração no ITER, e que aqui, domesticamente, infelizmente, não tem havido orçamento suficiente para investir na criação de uma nova máquina, de um novo Tocamac. 00:56:46.98E, portanto, sem dúvida que as máquinas mais importantes da atualidade estão na Europa, portanto, o JET no Reino Unido, o ASDEX e o Wendelstein 7X na Alemanha, portanto, são das máquinas mais importantes. 00:56:59.26A China também está investindo muito fortemente em fusão nuclear, com certeza porque eles percebem a dimensão do problema energético que têm para resolver, portanto, nós não devemos descontar a China como um dos parceiros com, portanto, eles têm uma máquina que tem avançado bem, tem tido muitos sucessos, e eles estão a pensar em construir a sua própria versão do ITER, portanto, eles estão muito motivados, com muitos recursos, não é? 00:57:20.22Portanto, eu acho que a cena da fusão na China é algo que devemos prestar atenção, acho que podem acontecer coisas muito interessantes lá também. 00:57:27.78Mas, sem dúvida, portanto, eu acho que a Europa, neste caso, tem liderado, e neste momento eu acho que não há perspectivas aqui nos Estados Unidos para a criação de um novo Tocamac Nacional, não é? 00:57:38.54Portanto, existem empresas privadas que estão a propor a criação, mais uma vez, como aqui o CFS, que vai construir o seu próprio Tocamac, que é suposto estar online em 2024 ou 2025, mas, portanto, isso é uma parceria, talvez uma parceria pública ou privada, ainda não sabem todos os modos em que isso se vai contextualizar.

José Maria Pimentel 00:57:54.20E isto, bem, enfim, isto não é de toda a tua área, mas estas coisas também são muito dependentes de um certo equilíbrio geopolítico, que, enfim, nos próximos anos pode sofrer algumas perturbações, porque este processo do ITER, por exemplo, reúne uma série de países, entre os quais, por exemplo, a Rússia, só para dar um exemplo óbvio, ou seja, depende de um grau de cooperação internacional que pode não ser um dado adquirido no futuro próximo. 00:58:15.02Sim, sem dúvida.

Nuno Loureiro 00:58:16.04Isto é, neste momento, acho que o projeto do ITER está suficientemente avançado que, se houvesse um país que tivesse que sair da colaboração, desconfio que os outros países não iriam desistir por causa disso. 00:58:24.98Mas, sim, portanto, um projeto como o ITER é passível de problemas desse género, e, aliás, alguns desses problemas, não necessariamente geopolíticos, mas outros, eu tenho justificado porquê que demorou tanto tempo, porquê que está a demorar tanto tempo para construir.

José Maria Pimentel 00:58:38.34Sim, é como sempre acontece, não é? 00:58:40.44Tu lidas mais com a fusão através do confinamento magnético, portanto, tens um pouco enviesado ver esta pergunta, mas tu, a impressão com que eu fiquei é que não só existem mais destes projetos com confinamento magnético do que com fusão por inercial, não é? 00:58:54.58Através de laser, como também é nesse que tu apostas mais, não é? 00:58:57.62Ou seja, é aquilo que parece ter mais potencial futuro tendo em conta as condicionantes que existem sobre o outro.

Nuno Loureiro 00:59:02.70Bom, sim, portanto, acho que é importante esclarecer que experiências como o NIF, o seu objetivo principal não é a fusão nuclear, o seu objetivo principal é estudar aquilo que acontece em explosões. 00:59:15.76Porque eles já eram o arsenal nuclear, não é? 00:59:17.14Porque a missão principal do Lawrence Livermore National Lab é a gestão do arsenal nuclear dos Estados Unidos. 00:59:22.50Portanto, eu estou muito interessado em saber o que é que acontece à matéria em densidades e temperaturas extremas, e, portanto, estas experiências que eles fazem com o NIF têm como primeiro objetivo, responder a questões que são questões importantes para a manutenção do arsenal nuclear. 00:59:39.50E, portanto, os orçamentos que estão disponíveis para aspectos que têm a ver com a defesa nacional são muito, muito, muito superiores aos orçamentos que estão disponíveis para coisas como a fusão nuclear, não é? 00:59:50.68Portanto, o NIF é muito bem financiado, não pela sua relevância para a fusão nuclear, que também a tem, mas pela sua relevância para a defesa nacional. 00:59:59.50É perfeitamente possível que experiências de tipo NIF, portanto, de fusão por confinamento inicial, consigam criar um plasma que está a fundir e que tenha reações de fusão abundantes. 01:00:10.14Mas isso não quer dizer que esse seja o melhor sistema para ter uma central de fusão nuclear a produzir energia. 01:00:17.74Por exemplo, existe uma dificuldade inerente que é, a maneira como o NIF funciona é, existe uma cápsula, como eu expliquei, que contém o deutério e o trítio, os lasers irradiam essa cápsula, direta ou indiretamente, a cápsula explode, acabou, não é? 01:00:28.88Pois. 01:00:29.46Isto não é uma produção de energia contínua. 01:00:31.48Portanto, para uma central nuclear, o que se deseja é uma situação em que a energia está a ser produzida de uma maneira contínua. 01:00:38.42Portanto, qualquer experiência por confinamento inicial nunca vai operar de uma maneira contínua,

José Maria Pimentel 01:00:42.24vai operar sempre de uma maneira pulsada. 01:00:43.84Portanto, teria que ter esse... 01:00:45.14Uma cápsula de cada vez. 01:00:46.44Para ser minimamente funcional, a minha intuição é que teria que ter essa rendibilidade, o limiar rendibilidade será muito maior do que o do magnético, não é? 01:00:52.04Do confinamento magnético.

Nuno Loureiro 01:00:53.16Pronto, teria que ter uma grande rentabilidade e depois, potencialmente, o que teríamos que ter era maneiras de armazenar a energia produzida, imagino, baterias gigantes, para que depois essas baterias possam ser usadas de uma maneira contínua. 01:01:03.84Pronto, isto implica avanços na tecnologia de armazenamento de energia que não existem ainda hoje, não é? 01:01:09.52A fusão nuclear, na versão do estoque à máquina, também tem esse problema, mas agora estamos a falar da escala de, possivelmente, horas, em vez de ser da escala do nanosegundo. 01:01:18.62Portanto, é muito diferente nesse sentido.

José Maria Pimentel 01:01:21.32É interessante. 01:01:21.94Ainda bem que te perguntei isto, por acaso, porque eu não tinha percebido esse desafio adicional que existia na questão do laser, não é?

Nuno Loureiro 01:01:28.42Pois, portanto, tem a ver com esta diferença fundamental entre fazer fusão nuclear como uma experiência de laboratório ou utilizar a fusão nuclear para produzir energia. 01:01:35.94Sim, sim. 01:01:36.22São coisas distintas, não é?

José Maria Pimentel 01:01:37.38Não, e esse, por exemplo, só essa explicação que daste agora é interessante porque é aquilo que se chama ir para lá das manchetes dos jornais, não é? 01:01:42.98Porque quando a notícia sai, as pessoas leem que houve esse progresso e imaginam logo uma correlação, uma causalidade, neste caso, com a produção de energia nuclear, que na verdade não é necessariamente no caso, não é? 01:01:51.62Como tu explicavas, nem foi sequer isso que os levou a fazer aquela experiência, não é? 01:01:55.02Portanto, é bastante diferente. 01:01:56.54E os privados, o grosso, se não todas as empresas privadas, estão a fazer com o confinamento magnético. 01:02:02.14Não todas, certamente. 01:02:03.18Portanto, existem algumas que, como esta, por exemplo, dos pistões, não é? 01:02:05.92Acho que sim, acho que uma grande parte está a utilizar técnicas de confinamento magnético, mas como digo, não todas. 01:02:12.92Boa. 01:02:13.74Bom, Nuno, estamos a aproximar do final da conversa. 01:02:17.22Eu faço esta pergunta sempre, mas nesta aqui é especialmente relevante perguntar isto. 01:02:21.32Há alguma coisa importante que eu não tenha perguntado, que não tínhamos coberto? 01:02:24.76Não, portanto, houve só um aspecto que podíamos ter falado, mas...

Nuno Loureiro 01:02:27.34Mas diz, diz. 01:02:27.76Da mesma maneira que a dinâmica dos plasmas é importante para a fusão nuclear, ela também é muito importante para compreender uma série de fenómenos extraterrestres, não é? 01:02:36.12Por assim dizer, portanto, fenómenos em astrofísica ou em física de espaço, explosões solares, etc. 01:02:40.98Portanto, existe esta sinergia entre as descobertas que se fazem em fusão nuclear e o que elas possibilitam que a gente depois compreenda em coisas astrofísicas, que eu acho que é uma coisa interessante e que eu pessoalmente alicio-me, portanto, eu quero trabalhar nas duas áreas. 01:02:57.46Exatamente, precisamente porque existem relações muito fortes entre a física de um sistema e a física destes outros sistemas, portanto, isso às vezes é interessante.

José Maria Pimentel 01:03:05.48É engraçado teres dito isso, porque era uma pergunta que eu tinha para te fazer e esqueci-me, portanto, foi engraçado ter falado nisso agora no final. 01:03:11.34Mas o que é que nós já soubemos, o que é que nós já aprendemos sobre o universo, digamos assim, através da investigação nesta área?

Nuno Loureiro 01:03:17.72Ah, pois, ok. 01:03:19.08Portanto, por exemplo, as ferramentas computacionais que a gente desenvolve para estudar fusão nuclear, os códigos que a gente usa para fazer simulações, são muitas vezes os mesmos códigos, ou os mesmos paradigmas que se podem usar para estudar coisas como explosões no Sol, ou jatos astrofísicos, ou turbulência em galáxias, geração de câmeras magnéticos. 01:03:41.20Portanto, isso é uma série de pontos comuns, não só a nível da teoria, portanto, das descrições que fazemos do sistema que tentamos estudar, como também das próprias ferramentas que utilizamos, os códigos e etc. 01:03:51.14E depois, muitas destas coisas, a observação de certos fenómenos num laboratório, quer sejam as experiências nucleares ou as experiências associadas com a fusão nuclear, muitas vezes é uma maneira de tu teres aquilo que a gente chama astrofísica de laboratório, é tu metes coisas no laboratório e tentas inferir dessas medições, compreender o que é que se pode estar a passar no Sol ou noutros ambientes aos quais tu não tens acesso direto. 01:04:15.42Portanto, essa dicotomia é muito interessante e eu acho que tem sido muito proveitosa.

José Maria Pimentel 01:04:18.66E aqui o lado que tu chamavas a atenção no início das experiências serem essenciais para se perceber, ou seja, não bastar a matematização, é importante, não é? 01:04:26.38Porque se tu não fizesse essas experiências, nunca chegarias a perceber como é que é matéria. 01:04:29.46Por exemplo, neste caso, o plasma se comporta na prática. 01:04:31.40Certo, exato.

Nuno Loureiro 01:04:32.44Quer dizer, ajuda a tua experiência ou observações, a teoria, a computação, são coisas muito complementares que nós usamos.

José Maria Pimentel 01:04:39.64Olha, antes de passarmos ao livro, eu não resisto a fazer-te uma pergunta traiçoeira. 01:04:44.54Se tu tivesses que apostar, quando é que dirias que vai haver o próximo... 01:04:50.36Em que ano é que vai haver o próximo grande progresso? 01:04:52.30Pode estabelecer outro, mas ocorre-me, por exemplo, uma tal rendibilidade superior a 1. 01:04:55.72Quando é que achas que isso vai ser atingido?

Nuno Loureiro 01:04:57.00Eu acho que nós vamos ver isso no final desta década. 01:04:59.72Portanto, eu acho que vai haver... 01:05:01.66Bom, pelo menos o Tocamac está a ser construído aqui nesta parceria entre o MIT e esta empresa privada, que se chama-se Spark. 01:05:07.80Ele é suposto estar online em 2025. 01:05:10.46E, portanto, eu acho que em 2026, se tudo correr bem, a ideia é que eles vão demonstrar rentabilidades superiores, muito superiores a 1.

José Maria Pimentel 01:05:18.20Ou seja, tu achas que quando superar o Limear, vai superá-lo por bastante, não é? 01:05:21.64Eu acho que sim.

Nuno Loureiro 01:05:22.56E acho que a resposta à tua pergunta é esta década.

José Maria Pimentel 01:05:25.26E já agora? 01:05:26.98Espero não me estar a enganar a mim mesmo. 01:05:29.98Eu acho que... 01:05:30.20Eu dizia que a pergunta é traiçoeira, mas tu não corres grande risco, não é? 01:05:32.98Porque está uma área em que tem havido tantas previsões erradas que não... 01:05:36.32Enfim, não estás a realmente pôr a tua reputação no cepo para ser uma previsão. 01:05:42.64E já agora não resisto. 01:05:44.28No cenário mais otimista de todos, quando é que poderia haver, na tua opinião, energia comercialmente viável? 01:05:49.12Ou seja, energia a circular de produção de fusão.

Nuno Loureiro 01:05:51.82Pois, isso aí depende de muitos fatores que são completamente exteriores à física e a tecnologia, muitos deles são fatores económicos, outros são fatores políticos, não é?

José Maria Pimentel 01:06:00.82Repara já agora só uma coisa. 01:06:02.96Eu não disse ela tornar-se disseminada, não é? 01:06:05.74Eu disse ela entrar na rede a alguros, não é? 01:06:07.90Claro que depois para escalar pode ser mais difícil.

Nuno Loureiro 01:06:10.40Portanto, eu acho que a esperança é que tecnicamente isso seja possível antes de 2050. 01:06:15.16Se isso vai acontecer ou não tem a ver com coisas como existe alguém interessado em comercializar esta energia? 01:06:21.42Será que esta energia vai ser suficientemente rentável? 01:06:24.80Qual é que vai ser o preço do petróleo nessa altura? 01:06:26.62Vamos estar a ter os mesmos encorajamentos para limitar a produção de energia por outras maneiras? 01:06:30.90Como é que é a evolução da energia solar, a energia eólica e, nomeadamente, a evolução de tecnologias de armazenamento de energia? 01:06:39.02Acho que há imensos fatores que podem determinar a resposta à pergunta que estás a fazer, que não têm nada a ver com a física e a tecnologia em si.

José Maria Pimentel 01:06:48.56Esta é que era verdadeiramente a pergunta traiçoeira das duas, não é? 01:06:51.66Porque está a extravasar a tua área. 01:06:53.62Olha, vamos terminar. 01:06:53.62Eu sei que tens um livro bom para recomendar, que eu já li um bocadinho na preparação desta conversa. 01:06:59.64Portanto, força.

Nuno Loureiro 01:07:00.44Pois, portanto, tinhas-me perguntado que eu sugerisse um livro. 01:07:03.32Há um livro recente de um senhor chamado Arthur Turrell. 01:07:05.74Eu acho que é um livro muito narrativo, portanto, está escrito de uma maneira para intensificar as pessoas para esta área e tenta contar, de uma maneira acessível a toda a gente, a situação que se está a viver nesta área. 01:07:17.40E a pessoa que escreve sabe do que está a falar, portanto, ele é doutorado, por curiosidade, pelo Imperial College, onde eu também estudei, em fusão nuclear. 01:07:25.86Portanto, é uma pessoa que tem acesso às pessoas e tem um acesso à ciência, que não é o mesmo que se fosse uma pessoa não educada na área. 01:07:34.30E acho que é um livro de leitura muito fácil e que qualquer pessoa pode apreciar e extrair algo valioso.

José Maria Pimentel 01:07:41.10E ele até tem, salvo o erro, até tem um aspecto interessante, porque ele depois trabalhou na área da economia, embora ele seja doutorado em física.

Nuno Loureiro 01:07:47.28Certo, portanto, eu sei que ele mudou de área, não sei muito bem o que é que ele faz hoje em dia, além de escrever estes livros.

José Maria Pimentel 01:07:52.52Eu acho que foi ao contrário, eu acho que ele passou por economia, acho que ele esteve no back to Inglaterra e depois voltou à física para escrever este livro. 01:07:59.28Acho eu, não terei certeza do que estou a dizer. 01:08:01.32Mas, boa, acho que é giro. 01:08:02.32E, já agora, já agora, recomenda também o outro que me tinhas enviado. 01:08:05.28Ah, o outro livro, é um livro... 01:08:06.78Acho que também é diferente, mas acho que também é interessante para as pessoas.

Nuno Loureiro 01:08:09.20Certo, portanto, é um livro mais técnico, embora não um livro técnico. 01:08:12.84Chama-se Star Power e é escrito por um cientista chamado Alain Beculet, que é um profissional que trabalha na área. 01:08:19.60E é fundamentalmente, ou se calhar, mais focado no ITER e naquilo que rodeia a construção do projeto. 01:08:25.08Sim, porque ele está envolvido no ITER. 01:08:26.34Certo, certo. 01:08:27.66Portanto, ele é um cientista francês, muito envolvido no ITER e, portanto, escreveu este livro para contar essa história. 01:08:32.84É uma perspectiva muito diferente do primeiro livro que eu recomendei e o foco também é diferente.

José Maria Pimentel 01:08:37.16Eu posso confirmar, eu li um bocadinho dos dois e, assim, quer dizer... 01:08:40.90É exatamente isso que está a dizer, não é bem um livro académico, não é? 01:08:42.82É um livro de não ficção sobre o tema, mas que é perfeitamente acessível, mas o outro é mais... tem mais storytelling. 01:08:47.76O outro é talvez uma leitura mais light. 01:08:49.70Exato, exato. 01:08:50.46E é mais concreto, não é? 01:08:51.32Isto é a arte dessas coisas, não é? 01:08:52.64Quando contas uma história com pessoas, é muito mais relatable para quem está a ler do que a teoria, por muito acessível que ela esteja. 01:09:02.34Enfim, isso tem a ver também com o nosso próprio evento. 01:09:04.54Bom, Nuno, olha, obrigadíssimo, foi uma excelente conversa. 01:09:07.60Obrigado pela tua paciência e, enfim, esforço e disponibilidade em tentar traduzir esta complexidade para leigos.

Nuno Loureiro 01:09:14.70Obrigado, Guilherme, José Maria. 01:09:14.70Acho que nem sempre foi muito bem sucedido, mas pronto, espero que as pessoas tenham ficado com alguma ideia do que é a função nuclear e o que é que nós tentamos fazer.

José Maria Pimentel 01:09:23.80Sim, foi... não, enfim, é um privilégio poder conversar com alguém que trabalha nesta área e conhece de perto tanto a teoria como as experiências que estão a ocorrer nesta área. 01:09:32.78Para mim foi ótimo. 01:09:32.78Obrigado. 01:09:33.94Obrigado, Guilherme. 01:09:33.94Obrigado, José Maria. 01:09:36.76Este episódio foi editado por Hugo Oliveira. 01:09:39.74Visitem o site 45graus.parafuso.net barra apoiar para ver como podem contribuir para o 45 Graus, através do Patreon ou diretamente, bem como os vários benefícios associados a cada modalidade de apoio. 01:09:52.82Se não puderem apoiar financeiramente, podem sempre contribuir para a continuidade do 45 Graus, avaliando-o nas principais plataformas de podcasts e divulgando-o entre amigos e familiares. 01:10:03.30O 45 Graus é um projeto tornado possível pela comunidade de mecenas que o apoia e cujos nomes encontram na descrição deste episódio. 01:10:09.90Agradeço em particular a Agradeço em particular a Legenda por Sônia Ruberti