O
que é o quarto estado da matéria? Qual a sua relação com o plasma
e com a possibilidade da fusão nuclear?
O
plasma gasoso (nenhuma relação com o sanguíneo) é chamado de
quarto estado da matéria. Ele é uma espécie de gás eletrificado
(os gases propriamente ditos são eletricamente neutros).
Tecnicamente, é um gás rarefeiro, mas seus átomos, quando muito
aquecidos, perdem um elétron. O plasma constitui nada menos que 99%
de toda a matéria do Universo. O Sol, por exemplo, é feito de
plasma.
A
melhor maneira de entendê-lo é acompanhar é acompanhar o seguinte
raciocínio: quando se aquece um sólido, ele vira líquido; quando
se esquenta esse líquido, ele vira gás; quando o gás é aquecido,
vira plasma. Em cada uma dessas passagens a matéria ganha energia,
de modo que o quarto estado é o mais energizado de todos.
A
ciência hoje estuda o plasma com o objetivo de aprender a fazer a
fusão nuclear, considerada a grande fonte de energia do futuro a
energia atômica que conhecemos hoje (da bomba ou das usinas
nucleares é produto da fissão, isto é, da divisão do núcleo do
átomo. Agora se procura o contrário: a fusão de dois núcleos em
um só. Os gases empregados nas tentativa são deutério e o trítio,
derivados do hélio. Como possuem um próton, a união dos seus
núcleos é mais fácil.
A
matéria é confinada em uma estrutura parecida com um imenso pneu de
metal, rodeada por uma parafernália de instrumentos. Uma descarga
elétrica faz as partículas girarem em trajetórias espirais. A
princípio, os núcleos tendem a se repelir porque possuem a mesma
carga elétrica. Mas, se a energia aumentar, os núcleos são
atraídos uns pelos outros, juntando-se. Quando ocorre a união, há
uma formidável liberação de calor (que é uma das formas de
energia da natureza).
Mas
os cientistas não controlam o processo. Quando os núcleos de
deutério se fundem como os de trítio, alguns nêutrons sobram na
reação e liberam radioatividade. Par resolver o problema, tenta-se
comandar a operação por meio de robôs, controlados à distância
segura. Mas ainda demora. “Acredito que o uso da energia
proveniente da fusão nuclear só estará disponível dentro de
trinta anos”, afirma o físico Álvaro Vanucci, do
Laboratório de Plasma da Universidade de São Paulo.
- Uma mistura dos gases deutério (átomo com um nêutron e um próton) e trítio (átomo com dois nêutrons e um próton) recebe energia.
- A energia faz com que os elétrons se desprendam dos átomos, formando o plasma, que passa a ser bombardeado com amais energia.
- Aproximados pela energia, os núcleos de trítio e deutério se fundem provocando a liberação de uma enorme quantidade de calor.
- Fundidos, o deutério e o trítio viram hélio, mas o processo tem uma falha: a liberação de nêutrons torna radioativa a estrutura que confina o plasma (Super, 07/1995).
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