O piedică semnificativă în calea obținerii energiei prin fuziune nucleară este sursa de combustibil. Majoritatea reactoarelor propuse, cunoscutul tokamak în formă de gogoașă, sunt alimentate prin fuziunea dintre deuteriu și tritiu. Deși acest amestec oferă un randament energetic imens, tritiul este un izotop radioactiv aproape inexistent pe Pământ, fiind prezent doar în cantități minuscule în atmosferă, în urma interacțiunii cu razele cosmice.
Pentru ca fuziunea să devină o sursă viabilă de energie curată, cercetătorii trebuie să găsească o modalitate eficientă de a „cultiva” tritiu. Într-o premieră istorică, supercomputerele cuantice au fost utilizate pentru a descoperi noi configurații moleculare ale materialului utilizat pentru producerea acestui izotop. Aceasta reprezintă cea mai recentă dovadă că simulările avansate pot ajuta fizicienii să depășească unul dintre cele mai mari obstacole din domeniu. O echipă de cercetători de la Cleveland Clinic, Oak Ridge National Laboratory, IBM și Michigan State University a recurs la supercalculul cuantic, adaptând o tehnică utilizată inițial pentru simularea proteinelor.
Un randament energetic imens
Calculatoarele au investigat FLiBe, o sare topită din fluorură de litiu și fluorură de beriliu, considerată candidatul perfect pentru mantaua de reproducere dintr-un reactor, acolo unde tritiul se formează la temperaturi extreme. „Calculatoarele cuantice sunt instrumente esențiale care accelerază ciclurile de descoperire și proiectare necesare pentru a genera suficient tritiu”, afirmă Tom Beck, chimist computațional. Rezultatele actuale sunt promițătoare, permițând cercetătorilor să aibă o înțelegere mai profundă a structurii electronice și comportamentului atomic al FLiBe.
O sursă viabilă de energie curată
Deși aceste descoperiri rămân momentan doar simulări ce trebuie validate în laborator, procesul va permite savanților să aleagă doar configurațiile cu adevărat semnificative, economisind timp și resurse financiare considerabile. Fuziunea nucleară promite o energie curată, lipsită de emisii de gaze cu efect de seră și cu mult mai puține deșeuri decât fisiunea. După ce la sfârșitul anului 2022 s-a atins pragul de rentabilitate (producția de mai multă energie decât cea consumată), noul succes cuantic demonstrează că supercomputerele au devenit un instrument științific practic pentru probleme care au provocat mult timp inginerii și chimiștii.
