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Uma startup norte-americana, a empresa Marathon Fusion, afirma ter encontrado a solução para um problema milenar da alquimia, prática considerada precursora da química moderna: transformar metais comuns, como chumbo e mercúrio, em ouro.
Em artigo publicado previamente na plataforma arXiv, que ainda não passou por revisão por pares, a empresa propõe uma "abordagem escalável para a crisopeia", termo dado à "fabricação artificial de ouro" pela transmutação de metais comuns, a partir de "reações em uma camada multiplicadora de nêutrons", usando um cobertor de fusão nuclear.
Os nêutrons são partículas subatômicas eletricamente neutras encontradas no núcleo de um átomo. Sua fusão ocorre quando dois átomos leves, como o deutério e o trítio — dois tipos distintos de hidrogênio —, juntam-se para formar um átomo ainda maior, liberando muita energia e mais nêutrons no processo.
Um cobertor de fusão, estrutura também chamada de "manta", seria posicionado ao lado do reator de fusão nuclear para proteger as estruturas do extremo calor e da radiação liberada no processo, capturando os nêutrons que escapam da reação e transformando-os de novo em combustível nuclear.
Os cientistas propõem usar mercúrio-198, um tipo natural e abundante de mercúrio, dentro dessa manta. Assim, quando os nêutrons rápidos da fusão atingissem o mercúrio-198, provocariam uma reação chamada de "captura de nêutrons", capaz de transformar os átomos em mercúrio-197, um isótopo instável do metal que está sujeito à chamada "decadência beta".
O mercúrio-197 em decadência se transforma em ouro-197, o único tipo de ouro estável, que pode ser encontrado na natureza. O processo, se bem-sucedido, teria resolvido o dilema milenar da crisopeia para os alquimistas.
O processo já foi tentado outras vezes. Em alguns laboratórios nos EUA, cientistas usaram aceleradores de partículas para provocar uma "transmutação" do mercúrio. Mas, além de ser mais dispendiosa, essa técnica produzia apenas quantidades microscópicas de ouro.
A proposta da Marathon Fusion é diferente, agora, porque quer usar os nêutrons gerados pela própria fusão nuclear, sem equipamentos extras, o que permitiria a realização do processo em mais larga escala. Além disso, por ser feito em usinas de energia nuclear, manteria o papel primordial da estrutura: a geração energética.
"Usando nossa abordagem, as usinas de energia poderiam gerar cinco mil quilos de ouro por ano por gigawatt de eletricidade (aproximadamente 2,5 GW térmicos), sem comprometer a autossuficiência de combustível ou a produção de energia", afirma a empresa.
Segundo o World Gold Council, o mundo extrai cerca de 3.500 toneladas de ouro por ano. Se a estimativa da Marathon estiver correta, uma única usina de fusão para a transmutação de metais em ouro poderia adicionar até 5 toneladas de ouro ao mercado anualmente (por gigawatt de energia consumida). A startup aposta que o mercado do ouro seja suficientemente robusto para absorver a nova oferta sem que isso tenha grandes impactos sobre o preço.
Alquimia moderna?
Com o avanço da física nuclear, na metade do século 20, a transmutação de elementos, antigo sonho da alquimia, tornou-se possível pela manipulação de seu núcleo atômico. Em 1980, por exemplo, cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, conseguiram transformar alguns átomos de bismuto-209, um metal pesado e estável, em ouro, bombardeando o elemento com íons de carbono e nêutrons de alta energia em um acelerador de partículas. As colisões foram capazes de reduzir o número de prótons do bismuto de 83 para 79, exatamente o número de prótons encontrados do ouro.
A operação, no entanto, teve um custo muito alto e gastava mais energia do que o valor comercial do ouro gerado no experimento. Estima-se que cada grama de ouro feita a partir do bismuto teria custado milhões de dólares.
Fundada em 2023, a Marathon é uma startup de engenharia dedicada ao desenvolvimento de soluções técnicas para usinas de energia obtida através de fusão nuclear. A maioria das usinas em funcionamento hoje utiliza um processo distinto: a fissão nuclear, que gera energia ao dividir o núcleo de um átomo pesado em núcleos menores, gerando novas fissões numa reação em cadeia.
Já a fusão nuclear une dois núcleos atômicos leves para formar um núcleo maior e liberar quantidades mais altas de energia. O processo exige temperaturas e pressões extremas, que são, por isso, muito difíceis de sustentar e controlar comercialmente.
Apesar disso, a fusão nuclear é considerada uma espécie de "Santo Graal da energia limpa", já que promete ser uma fonte praticamente ilimitada, segura e sem emissões de carbono. A tecnologia ainda está em desenvolvimento, e até hoje não se conseguiu construir uma usina capaz de gerar mais energia do que consome.
O interesse privado no setor tem aumentado: só nos últimos 12 meses, empresas de fusão arrecadaram até US$ 2,6 bilhões, o que elevou o investimento total no setor para quase US$ 10 bilhões, segundo a Fusion Industry Association.
"A descoberta da transmutação escalável de ouro, utilizando nêutrons de fusão, pode mudar fundamentalmente o cenário técnico-econômico", disse o físico Ahmed Diallo, pesquisador principal do Laboratório de Física de Plasma (PPPL) da Universidade de Princeton e consultor da startup.
"O avanço da Marathon Fusion — a síntese de ouro em escala comercial por meio de reações nucleares — redefine a economia da fusão e pode liberar o capital necessário para usinas de energia de próxima geração".
