Eles dizem que as coisas boas vêm em três, e os EUA são definitivamente bancário no Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) para fornecer exatamente isso quando se trata de fusão a frio. Tendo alcançado sua segunda ignição por fusão bem-sucedida com um excedente de energia (o que significa que mais energia foi produzida do que o necessário para atingir a própria reação de fusão) em um laboratório nacional em 30 de julho, os EUA agora pretendem estimular a pesquisa e facilitar uma terceira ignição bem-sucedida – e além. Para fazer isso, o país está pronto para investir mais US$ 112 milhões em uma dúzia de projetos de supercomputação.
Fusão (abreviação de fusão nuclear) refere-se à capacidade de fundir dois átomos leves em um único e mais pesado: um processo que, quando bem-sucedido, leva à liberação de grandes quantidades de energia na forma de elétrons. Ao contrário da fissão (que funciona quebrando elementos pesados, como urânio ou plutônio), espera-se que a fusão nuclear seja uma fonte de energia segura e quase ilimitada. Quando bem feito, a fusão de dois átomos leves (como deutério e trítio, cada um isótopo de hidrogênio que carrega elétrons adicionais em comparação com o hidrogênio “simples”) traz um excedente de energia que é mais de quatro vezes a quantidade que os processos de fissão podem gerar. Isso também o torna um processo que vale cerca de quatro milhões de vezes a quantidade de energia liberada da queima de carvão (por quilo) – seus méritos são óbvios.
É por trás dessa promessa que o recém-instalado Descoberta científica por meio de computação avançada (SciDACGenericName) combina os dois programas pré-existentes do Departamento de Defesa com o objetivo de agilizar os programas investidos na solução de problemas complexos de energia de fusão usando recursos de supercomputação, incluindo sistemas exascale.
“O trabalho de modelagem e simulação dessas parcerias oferecerá informações sobre a multiplicidade de processos físicos que os plasmas experimentam sob condições extremas e também orientará o projeto de plantas piloto de fusão”, disse o diretor associado de ciência da FES, Jean Paul Allain.
No entanto, ainda há muito trabalho para alcançar uma ignição sustentável de combustível com excesso de energia que realmente lance a humanidade para um futuro limpo, consciente da energia e abundante. A ignição por fusão de 30 de julho forneceu uma saída de energia mais alta do que a fornecida à cápsula de combustível de átomo leve (embora não se saiba o quanto melhor foi do que os 2,05 megajoules de entrada e 3,15 megajoules de saída alcançados em dezembro do ano passado), mas que leva em conta apenas a energia transmitida ao próprio pellet. Infelizmente, a maneira como a energia é fornecida ao pellet (através de 192 lasers) ainda é extremamente ineficiente – o LLNL precisou empurrar impressionantes 322 megajoules para disparar os próprios lasers, o que ainda deixou o processo em um déficit global de energia.
Mas o caminho a seguir é entender melhor os processos quânticos que envolvem a fusão. Até que os próprios computadores quânticos possam fornecer uma plataforma de computação viável que possa decifrar esse código (e não há como dizer quanto tempo isso levará – mas provavelmente na marca da década), os supercomputadores baseados na computação padrão são a melhor maneira que temos de examinar o caos ordenado de processos que ocorrem quando o laser atinge o chumbinho.
Os $ 121 milhões certamente serão uma benção lá – mas definitivamente não serão suficientes. No entanto, nós, humanos, temos essa estranha maneira de olhar mais à frente – de perseguir a cenoura – do que simplesmente focar no que está bem à nossa frente. Essa injeção de concessão faz parte disso e é uma injeção saudável no cenário de Computação de alto desempenho (HPC) — por menor que seja uma fatia do total que acaba sendo.