Ciência estuda o quarto estado da matéria
Quando se fundem, os átomos liberam grande quantidade de energia
Por 26 jun 2009, 22h00 | Atualizado em 31 out 2016, 18h50
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 o propriamente ditos são eletricamente neutros). Tecnicamente, é um gás rarefeito, 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 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 de dois núcleos num só. Os gases empregados nas tentativas são deutérios e o trítio, derivados do hélio. Como possuem apenas 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 deutérios se fundem com os de trítio, alguns nêutrons sobram na reação e liberam radioatividade. Para 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.
A fusão já produz calor, mas com um defeito: radioatividade
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 mais energia.
Aproximados pela energia, os núcleos de trítio e deutério se fundem provocando a liberação de uma enorme quantidade de calor.
Fundidos, o deutérios e o trítio viram hélio, mas o processo tem uma falha: a liberação de nêutrons torna radioativa a estrutura que confina o plasma.
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