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(Foto: AFP Photo/Mark Ralston)
por Rogério Mattos
Texto traduzido por mim do site da tv chinesa CGTN
Nenhum ser humano colocou os pés na superfície lunar desde que a missão americana Apollo terminou, em 1972. Desde quase cinco décadas para cá, a lua não é mais vista apenas como o satélite natural da Terra.
Independente de missões tecnológicas, os cientistas têm pesquisado ao longo dos anos a presença de metais preciosos e fontes energéticas desconhecidas que possam ser usadas na Terra.
Mas por que as pessoas continuam a trabalhar na exploração da lua? Talvez aqui possa estar a resposta.
Independente de ajudar os seres humanos no estudo dos mistérios do sistema solar, a lua atraiu a atenção mundial graças à presença de ricos recursos naturais na sua superfície e núcleo.
Assim, ela é chamada de o Golfo Pérsico do sistema solar. Os cientistas acreditam que a lua é rica em recursos raros na Terra, como o titânio e o urânio.
Mas o mais importante deles é o hélio-3.
O isótopo hélio-3 é extremamente raro na Terra, mas existe em abundância na lua.
Ele é emitido pelo sol e levado através do sistema solar pelos ventos solares, mas repelido pelo campo magnético terrestre, onde apenas uma pequena quantidade penetra a atmosfera.
Mas na lua, onde o campo magnético é fraco e a atmosfera extremamente fina, o hélio-3 se deposita em grandes quantidades.
O elemento é visto como um componente chave no desenvolvimento da energia de fusão controlada, um processo difícil porém possível.
Olhando para o potencial do hélio-3, especialistas acreditam que 5000 toneladas de carvão possam ser substituídas por apenas 40 gramas de hélio-3.
E apenas 8 toneladas de hélio-3 nos reatores nucleares teria o potencial energético de 1 bilhão de toneladas de carvão, reduzindo dramaticamente os custo de transporte e protegendo o meio ambiente.
Em uma entrevista para a BBC em 2013, o grande cientista chinês Ouyang Ziyuan estimou que os recursos de hélio-3 na lua podem solucionar as demandas energéticas do planeta por pelo menos 10 mil anos.
Mais ainda estamos a décadas de distância de minerar a lua, retornando com suas riquezas e usando-as finalmente.
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Enquanto a China está
Enquanto a China está minerando o lado oculto da Lua em busca de alternativas energéticas, aqui no ocidente, temos que minerar a lado oculto das informações.
O Hélio-3 pode gerar energia
O Hélio-3 pode gerar energia em um tipo de reator nuclear ainda em desenvolvimento, o reator de fusão, completamente diferente dos reatores de fissão que usam Urânio. Essa tecnologia de fusão ainda é uma promessa distante. Não é necessário usar Hélio-3 como combustível em tais reatores e, de fato, os primeiros reatores de fusão devem usar uma mistura de Deutério e Trítio, que podem ser obtidos na Terra, e cuja fusão requer temperaturas nais baixas, pois ambos os elementos contém carga elétrica de 1 próton apenas. Já a fusão de 2 núcleos de Hélio-3 precisa de temperaturas muito mais altas, porque esse elemento tem dois prótons e portanto a repulsão entre dois dos seus núcleos é 4 vezes maior.
Então por que Hélio-3? É que a fusão de núcleos de Hélio-3 produz prótons energéticos, e não nêutrons como o Deutério e o Trítio. Isso significa que 1. Não produz lixo nuclear pela ativação dos materiais circundantes e 2. A energia elétrica pode ser produzida diretamente, sem a necessidade de uma caldeira e uma turbina.
Em resumo: a tecnologia de fusão ainda não existe, e quando existir não usará Hélio-3 no começo. A tecnologia dos reatores de Deutério e Trítio ainda demoram uns 30 anos para amadurecer. A dos reatores de Hélio-3, uns 100 anos.
Reatores de Hélio-3 no Brasil demoraria 200 anos para……
Reatores de Hélio-3 no Brasil demoraria 200 anos para desenvolvermos a tecnologia, no ritmo que anda a China, que cresce 100 anos em 10, podemos pensar nuns 30 anos.
Não fale asneira.
Não fale asneira. A China não cresce 100 anos em 10, e mesmo que crescesse, crescimento econômico não é sinônimo de desenvolvimento tecnológico, que depende de um esforço de pesquisa mundial. Se a China pudesse ter reatores de Hélio-3 em 30 anos, os EUA já os teriam agora.
Umas continhas básicas.
Se 8 toneladas de hélio-3 substitui 1 bilhão de toneladas de carvão, isto representa apenas 2 meses de consumo mundial desse combustível. Seria preciso 48 toneladas de hélio-3 para substituir somente o consumo anual de carvão, faltaria ainda umas cem toneladas para substituir o gás e o petróleo.
O hélio-3 é um elemento quimicamente inerte, só existe como gás livre na natureza, não está combinado em nenhum minério, por definição de um gás nobre. As 8 toneladas de hélio-3, na pressão de nossa atmosfera, têm um volume de uns 60 mil metros cúbicos; na tênue atmosfera lunar ele ocuparia um volume 1 trilhão de vezes maior. Seria preciso sugar toda atmosfera lunar e depois separar o hélio-3, dos outros elementos presentes na composição atmosférica do nosso satélite natural. São tarefas tão ou mais complicadas do que fazer um reator de fusão nuclear do hélio-3.
Somente uma correção na parte do potencial da duas fusões possíveis que o ser humano um dia pode produzir com ganho exponencial de energia que envolvem o hélio-3.
Para fusão Deutério + hélio-3 a energia bruta produzida por cada KG dessa mistura 50% de deutério e 50% de hélio-3 é da ordem de 353,2 trilhões de joules sendo que desses 75% são em forma de partículas carregadas que podem ser usadas convertidas diretamente em energia para a rede e os outros 25% são: 5% neutrôns e 20% raio-x, sendo assim para cada KG de deutério – hélio-3 a energia líquida produzida é de 264,9 trilhões de joules ficando abaixo somente da fusão proton-proton que estrelas com massas a partir de 7,5% da massa solar conseguem fazer produzindo 645 trilhões de joules por KG de hidrogênio comum em hélio.
Se a fusão Deutério-hélio-3 pode nos oferecer 264,9 trilhões de joules por KG em energia líquida e se o carvão mais puro que existe ” carvão antracite pode oferecer até 33 milhões de joules em energia bruta 50% ou 16,5 milhões de joules por KG em energia para a rede por meio do método de conversão turbina a vapor ” então a fusão do deutério – hélio-3 pode oferecer 16.054.545 milhões de vezes a energia energia fornecida por carvão antracite em energia útil ou seja para cada tonelada de deutério-hélio-3 é o equivalente a 16.054.545 milhões de toneladas de carvão antracite. Como a fusão do deutério-hélio-3 produz a maior parte da energia em forma de partículas carregadas então conservadora podemos pensar que um método de conversão direto de até 87% é possível aqui outros 5% são usados para continuar fundindo combustível e manter o plasma neste caso alimentar todo o maquinário do reator para um ganho líquido = 20 para esse tipo de fusão então o rendimento real em um reator de fusão alimentado por deutério-hélio-3 em energia 100% líquida para aproveitamento seria da ordem de 1 tonelada sendo 500 KG deutério + 500 kg hélio-3 = 13.269.081,81 toneladas de carvão antracite com teor de 33 milhões de joules por KG e já contabilizando a energia real útil para uso.
A fusão hélio-3+hélio-3 produz 207,5 trilhões de joules por KG porém é mais difícil de fazer do que a fusão do deutério-hélio-3 e produz muito menos energia por KG do que a primeira fusão possível, a vantagem da fusão hélio-3+hélio-3 é que pode produzir 98% da energia em forma de partículas carregadas e apenas 1% em raio-x essa fusão é uma fusão totalmente aneutronica, enquanto a fusão deutério-hélio-3 é semi-aneutronica porque ocasionalmente é esperado que a fusão por parte do deutério ocasionalmente produza fusão com outro deutério, ainda que isso possa ser manipulado para diminuir a chance do deutério se fundir com mais deutério. Ambos tipos de fusão que envolvem o hélio-3 estão muito além dos combustíveis de fissão, o hélio-3 é um elemento estável o deutério é também estável.
Com algum esforço é possível produzir hélio-3 em larga escala a partir da fusão do deutério-deutério que ainda produz muita energia por KG e todo o seu combustível usado é gerado em hélio-3 puro e trítio instável que decai para hélio-3 a cada 12 anos.
A água dos oceanos na Terra possuem uma média de 34.944 toneladas de deutério ” hidrogênio pesado para cada KM³ de água conforme os oceanos terrestres possuem um volume total da ordem de 1.338.000.000 KM³ então o total de deutério na água dos oceanos terrestres é de 46.755.072.000.000 trilhões de toneladas de deutério essa é a mesma quantidade fornecida pelo MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT como fonte https://www.ipp.mpg.de/1766175/deuterium 11,2% do peso da água é hidrogênio com o restante sendo oxigênio. Gelo e lençois freáticos ainda possuem uma média de 1.669.065.216.000 trilhão de toneladas de deutério potencial.
Então todo o hélio-3 que precisamos pode ser muito mais facilmente obtido na Terra via fusão do deutério-deutério que produz por sua vez uma quantidade agradável de energia por KG e hélio-3 puro que pode ser armazenado para alimentar outro reator de fusão deutério-hélio-3 ou hélio-3 + hélio-3, além disso o trítio que possui meia vida de 12 anos e decai para hélio-3, o trítio pode ser armazenado até decair em hélio-3, quase todo hélio-3 que atualmente existe na Terra foi produzido via decaimento do trítio por bombas termonucleares desmanteladas da Guerra fria ou detonadas em testes.
Observando essa quantidade de deutério potencial que existe na Terra e sabendo que podemos usar ele para produzir hélio-3 diretamente, então quando tivermos a fusão nuclear que envolve o hélio-3 como combustível, não haverá mais a necessidade de sonhar em raspar até alguns metros de profundidade a maior parte da superfície da lua ao troco de até 1,3 milhões de toneladas de hélio-3.
Basta refinar gelo de água ou água oceânica para obter deutério, por sua vez usar esse deutério para fundir com deutério para produzir o cobiçado hélio-3 localmente.
8 toneladas de hélio-3=1,62×10^18 joules = 49.296.969,69 milhões de toneladas de carvão antracite em energia equivalente já descartando os 2% em raio-x produzido pela fusão do hélio-3+hélio-3. E não 1 bilhão de toneladas em carvão equivalente nem mesmo a fusão do hidrogênio comum estaria próximo a isso.
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/fusionfuel.php