O trítio é escasso. Basicamente não está lá.
Precisamos disso para a fusão nuclear, obviamente. Os reatores tokamak em forma de donut funcionam com uma mistura de deutério e trítio. Deutério? Estável, em qualquer lugar. Trítio? Radioativo, fugaz, quase invisível na Terra, exceto pelos vestígios nascidos dos raios cósmicos na nossa atmosfera superior.
Quando esses dois isótopos de hidrogênio se fundem, a recompensa é boa. Um núcleo de hélio, um nêutron livre, 17,6 milhões de elétron-volts de energia liberados. A taxa de reação é alta. O rendimento é enorme.
É o melhor que temos para energia de fusão.
Mas você não pode abastecer uma rede elétrica futura com pequenas quantidades. Os cientistas precisam “produzir” mais disso.
Digite os computadores quânticos. Não apenas quaisquer supercomputadores – especificamente, uma abordagem centrada no quantum emprestada de um campo totalmente diferente.
“Os computadores quânticos são ferramentas essenciais que aceleram a descoberta… necessária para produzir trit suficiente.”
Tom Beck, Laboratório Nacional de Oak Ridge
A Cleveland Clinic tem utilizado essas técnicas para simular proteínas. Pesquisadores da Oak Ridge, da IBM e da Michigan State perceberam que poderiam aplicar o mesmo músculo à fusão. Eles recorreram a uma substância chamada FLiBe.
O que é FLiBe? Um sal fundido. Fluoreto de lítio e fluoreto de berílio misturados.
Em um reator, FLiBe fica no “cobertor reprodutor”. Ele absorve os nêutrons perdidos da reação de fusão e converte o lítio em trítio novo. Simples em teoria. Complicado na prática porque as interações atômicas dentro daquele sal fundido são um pesadelo para calcular usando a física clássica.
Então a equipe liberou os simuladores quânticos.
Eles encontraram nove configurações moleculares distintas. Apenas nove.
Por que isso importa?
Antes disso, você tinha que adivinhar. Você misturou sais em um laboratório, aqueceu-os a temperaturas infernais, esperou para ver se alguma coisa explodia ou produzia combustível e orou por dados. Foi lento. Foi caro. Muitas vezes não levava a lugar nenhum.
Agora? Eles podem ver a estrutura eletrônica. O comportamento atômico. A força do vínculo. Tudo in silico.
Eles sabem quais configurações valem a pena antes mesmo de aquecer o sal.
Está feito? Não. Este é um trabalho de simulação. Uma pré-impressão no arXiv, nada mais ainda. Eles ainda terão que voltar ao mundo físico para ver se os átomos realmente se comportam da maneira prevista pelo modelo quântico.
A fusão está presa no laboratório há décadas. Claro, Lawrence Livermore finalmente atingiu o ponto de equilíbrio no final de 2032 – espere, 2022. Mais energia saindo do que entrando. um recorde recente foi de 1.337 segundos, o que parece uma eternidade para a física do plasma.
Mas nada disso significa muito se você ficar sem combustível.
Jerry Chow, da IBM, chama isso de “prático”. Talvez. Os computadores quânticos ainda não são perfeitos, o dimensionamento ainda é uma dor de cabeça e simular a química não é a mesma coisa que construir uma usina de energia.
No entanto, é um passo promissor. Aquele em que o computador para de adivinhar e começa a apontar o caminho.
O que acontece quando os testes de laboratório falham? Ainda não sabemos. Mas as ferramentas são mais afiadas do que costumavam ser.
