Bilhões de dólares em risco capital e estado investimentos foram recentemente investidos em esforços para finalmente tornar a fusão nuclear numa fonte de energia viável – grandes apostas de que um salto futurista está para breve, apesar de décadas de prognósticos prematuros.
É claro que ainda restam muitos obstáculos, desde a engenharia de um sistema que possa conter com segurança a potência literal de um Sol em chamas até a garantia de que tal sistema seja suficientemente estável e suficientemente consistente para ser utilizado 24 horas por dia, 7 dias por semana, como uma concessionária de energia. Agora, um físico de partículas da Virginia Tech e físicos de Princeton acrescentaram um novo obstáculo a esta corrida para quebrar a fusão: como podemos evitar que intervenientes desonestos utilizem secretamente a sua central de fusão para armazenar um arsenal nuclear?
Patrick Huber, do Centro de Física de Neutrinos da VT, e Robert Goldston, do Laboratório de Física de Plasmas de Princeton, concentraram-se nesta consequência não intencional especificamente para o caso de reatores de fusão de deutério-trítio (DT). DT métodos mostraram-se recentemente muito promissores em testes do governo dos EUA, aproveitando um fluxo de partículas energéticas de nêutrons criadas à medida que seu suprimento de isótopos de hidrogênio se funde em átomos de hélio. Mas esses fluxos substanciais de nêutrons, Huber e Goldston observado“poderia ser usado para produção secreta de materiais físseis”.
“Quando operado neste modo, um reator de fusão em escala de gigawatts poderia, em princípio, produzir dezenas de quilogramas de plutônio ou urânio-233 por semana”, calcularam os pesquisadores em seu novo estudo, publicado terça-feira na revista Physical Review Applied.
Felizmente, estes investigadores e o seu co-autor, Alexander Glaser, investigador de segurança de Princeton (também doutorado em física), têm uma solução: o antineutrino, detector de antiproliferação.
Scanners
O conceito dos pesquisadores baseia-se na história de rastreamento dos físicos antineutrinospartículas indescritíveis de antimatéria emitidas por reatores nucleares e liberadas durante reações envolvendo urânio-238. Dispositivos que rastreiam a emissão de antineutrinos – como estes plásticos de lítio-6 cintiladores desenvolvidos pelo Laboratório Nacional Lawrence Livermore – amadureceram e se tornaram um instrumento bastante bem compreendido para pesquisas em física nuclear e de partículas.
A ideia central de Huber, Goldston e Glaser é que estes detectores de antineutrinos podem constituir uma ferramenta útil para especialistas em não-proliferação que impõem proibições de armas nucleares, seja através de tratados internacionais ou de qualquer outra forma.
O trio simulou a distribuição e as energias dos antineutrinos que seriam liberados se o urânio-238 fosse secretamente enriquecido em plutônio-239 para armas, enquanto estava escondido dentro de um reator de fusão DT, produzindo 1.500 megawatts de energia. Para efeitos de maior verossimilhança, assumiram que este urânio estava escondido na “manta reprodutora” do reactor, simulando uma variedade de sal fundido num caso com fluoreto de lítio e fluoreto de berílio que recicla neutrinos, deixando estas partículas transformarem o lítio em mais combustível de fusão (o isótopo de hidrogénio trítio).
Para modelar seus reatores de fusão de dupla utilização e seus reatores normais de grupo de controle, os pesquisadores recorreram a um simulador desenvolvido no Laboratório Nacional de Los Alamos para analisar uma variedade de cenários de radiação.
Os pesquisadores descobriram que um detector de antineutrinos de tamanho modesto, com peso aproximado de dois pianos de cauda (2.204 libras ou uma tonelada métrica), seria suficiente para descobrir a geração ilícita de plutônio-239. Este detector poderia ser posicionado a cerca de 25 metros (82 pés) do centro do reator.
Essa distância implica um ponto ideal, observaram os pesquisadores: “Os neutrinos não podem ser protegidos, suas assinaturas não podem ser falsificadas e podem ser detectados à distância, no local ou fora do local, permitindo o monitoramento não intrusivo da operação do reator”.
Crimes do futuro
Huber, Goldston e Glaser admitem que estamos muito distantes tanto da existência deste problema no mundo real quanto de seu sistema detector realmente ser empregado. Os físicos também notaram que apenas arranharam a superfície dos esquemas sorrateiros de enriquecimento nuclear que poderiam aproveitar a geração benigna de energia de fusão.
A equipe observou que “uma gama mais ampla de designs de manta deveria ser estudada” e que “cenários adicionais de produção secreta também poderiam considerar o tório como um material fértil, caso em que a assinatura de fissão seria mais fraca”.
Talvez alguns dos capitalistas de risco que lutam para dominar o nosso futuro alimentado pela fusão gostariam de financiar mais investigação como esta antes que um dos seus insuportáveis amigos VC subitamente receba a bomba.
