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Em 5 de dezembro de 2022, cientistas da National Ignition Facility, em Livermore, na Califórnia, dispararam 192 feixes de laser contra um alvo do tamanho de um grão de pimenta. A reação de fusão produziu 3,15 megajoules de energia a partir de 2,05 megajoules de luz laser, uma razão de cerca de 1,54. O Departamento de Energia chamou o feito de marco histórico.
Um número constava do registro técnico, mas ficou fora da maioria das manchetes: para disparar aqueles lasers, a instalação puxou da rede algo entre 300 e 400 megajoules de eletricidade, contra 3,15 megajoules de energia de fusão obtidos. O Q científico usado, a energia de fusão produzida dividida pela energia de laser entregue ao alvo, é o padrão na pesquisa de confinamento inercial, e a NIF foi construída para provar a ignição, o que, por essa medida, conseguiu.
A distância entre esses dois números, o que virou manchete e o que uma usina de energia teria de superar, é uma boa medida do que ainda separa a fusão da rede elétrica.
O que a física exige
A reação D-T é simples o bastante para caber numa linha: um núcleo de deutério e um núcleo de trítio colidem a uma temperatura extrema, fundem-se e liberam um núcleo de hélio-4 com 3,5 megaelétron-volts, mais um nêutron com 14,1 MeV. Esses dois produtos têm destinos muito diferentes.
A partícula alfa (o núcleo de hélio-4) permanece no plasma, deposita ali sua energia e o aquece ainda mais, sem nenhum aporte externo. É o autoaquecimento por partículas alfa, o mecanismo que torna possível uma ignição autossustentada. A NIF alcançou pela primeira vez um “plasma em combustão”, aquecido principalmente por suas próprias partículas alfa, em experimentos divulgados em janeiro de 2022; o disparo de dezembro de 2022 foi além e se tornou o primeiro experimento de fusão controlada a liberar mais energia do que a luz laser que o impulsionou. O nêutron leva oitenta por cento da energia da reação na direção oposta: para fora, através do que quer que envolva o plasma, e para dentro dos materiais estruturais, onde começa a maioria dos problemas de engenharia da fusão.
Para que a reação aconteça, o plasma precisa estar a algo entre 100 e 150 milhões de graus Celsius, cerca de dez vezes mais quente que o núcleo do Sol. O Sol funde hidrogênio sob uma pressão gravitacional tão esmagadora que as partículas se fundem a temperaturas comparativamente modestas; na Terra, sem essa pressão, as máquinas compensam boa parte da diferença com temperaturas muito mais altas. Resta aos engenheiros manter um plasma a essas temperaturas dentro de uma máquina cujas paredes não podem tocá-lo.
O critério de Lawson, formulado pelo físico John Lawson em 1957, formaliza esse sucesso simultâneo. Em sua forma moderna de produto triplo, o produto da densidade do plasma, da temperatura e do tempo de confinamento da energia precisa superar aproximadamente 3 × 10²¹ keV·s/m³ para que a fusão D-T entre em ignição. As três condições têm de valer ao mesmo tempo. Uma flutuação de pressão, uma disrupção magnética ou uma geometria irregular pode desencadear uma falha em cascata. Atingir a temperatura está longe de bastar; a densidade e o tempo de confinamento também precisam estar lá, no momento em que a temperatura chega ao pico.
Q parece simples até alguém perguntar o que conta como a energia investida. Definições diferentes produzem, para o mesmo experimento, valores de Q que diferem por um fator de mais de cem. Medido contra a energia do laser no alvo, o disparo de dezembro de 2022 foi um ganho; medido contra a eletricidade que alimentou os lasers, devolveu cerca de um centésimo do que foi investido. A escolha não é desonesta, já que valores diferentes de Q respondem a perguntas científicas diferentes, mas deixa bastante espaço para que a história contada ao público e a realidade da engenharia se afastem muito uma da outra.
A física do que a fusão D-T exige é conhecida desde que Lawson publicou seu trabalho. O que levou setenta anos foi construir uma máquina que sustente essas condições por tempo suficiente e sobreviva a elas, a um preço competitivo.
O alfabeto do Q
O Q laser-alvo conta apenas a energia de laser entregue ao alvo: um pequeno cilindro metálico que converte a luz em raios X, que então esmagam a cápsula de combustível em seu interior. 5 de dezembro de 2022: 2,05 MJ de entrada, 3,15 MJ de saída. Q ≈ 1,54. Este é o Q que foi divulgado.
O Q do driver leva em conta a eficiência dos lasers em converter eletricidade em luz: na NIF, bem abaixo de 1%, porque a instalação nunca foi projetada para ser eficiente. Mesmo disparo: Q ≈ 0,01.
O Q de tomada mede a energia de fusão produzida contra toda a eletricidade consumida pela instalação. A NIF puxou da rede algo entre 300 e 400 MJ para o disparo; por essa conta, o Q de tomada do resultado de dezembro de 2022 também ficou em cerca de 0,01.
A eletricidade comercial exige um Q de tomada alto o bastante para cobrir turbinas, trocadores de calor, mantos de trítio, blindagem contra nêutrons e os custos gerais da usina depois de todas as perdas, e ainda sobrar bastante para vender. Nenhum dispositivo de fusão, de nenhum tipo, chegou a um Q de tomada igual a um.Por que os prazos não param de mudar
Lev Artsimovich, o físico soviético que liderou o programa de tokamaks ao longo dos anos 1960 e cuja abordagem de projeto moldou a pesquisa em fusão pelo meio século seguinte, disse: “A fusão estará pronta quando a sociedade precisar dela.” A frase costuma ser citada como paciência filosófica, a visão de longo prazo diante de um problema difícil. Ela também descreve como a fusão tem sido financiada.
Sem uma necessidade urgente, ninguém obriga um prazo a ser cumprido. A fusão tem sido financiada como big science: acordos internacionais, décadas de compromisso e cronogramas fixados no limite do que parece alcançável, um limite que não para de se deslocar.
Os programas públicos de pesquisa são avaliados pelo próximo resultado científico, um novo número de ganho ou um recorde de confinamento, e é para lá que apontam seus incentivos. A engenharia de que uma usina precisa, mantos regeneradores e materiais de parede que sobrevivam a anos de bombardeio de nêutrons, avança mais devagar e é mais difícil de financiar.
O ITER é a documentação mais clara desse padrão. Proposto em 1985 e formalizado por um acordo internacional em 2006, foi lançado com um orçamento de construção de cerca de 5 bilhões de euros. As obras começaram em Cadarache, na França, em 2010, e o cronograma de 2016 marcava o primeiro plasma para 2025. Essa data não resistiu: interrupções nas cadeias de suprimento durante a pandemia e defeitos de fabricação, entre eles rachaduras nos tubos de refrigeração dos escudos térmicos da câmara de vácuo, foram se acumulando, e em 2022 a autoridade francesa de segurança nuclear, a ASN, proibiu o ITER de soldar entre si os primeiros setores da câmara de vácuo até responder a questões sobre a laje de fundação que sustenta a carga, a blindagem contra radiação e o próprio procedimento de soldagem. Em julho de 2024, o ITER anunciou um novo cronograma de referência, com operações de pesquisa a partir de 2034 e operações D-T completas em 2039, quatro anos depois da meta anterior de 2035, além de cerca de 5 bilhões de euros em custos adicionais sobre um orçamento que já havia crescido para algo em torno de 20 bilhões de euros.
Cancelar o ITER é praticamente impossível. Os compromissos políticos e financeiros de mais de 30 nações são profundos demais. Quando o cronograma atrasa, a prorrogação é a única ferramenta disponível. Ninguém precisa agir de má-fé para que isso aconteça; um projeto que não pode ser cancelado absorve cada nova dificuldade como uma data mais adiante.
A NIF prova que o padrão não é exclusivo do ITER. A estimativa de referência do Departamento de Energia, de 1995, previa um projeto de construção de cerca de US$ 1,1 bilhão, com conclusão em 2002. Em agosto de 2000, o U.S. General Accounting Office havia constatado que o departamento e os gestores do laboratório não tinham experiência na condução de um projeto desse porte e que problemas documentados dentro do laboratório levavam meses para chegar à sede do departamento. A instalação foi certificada como concluída em março de 2009, com sete anos de atraso. Seu custo total chegou a cerca de US$ 3,5 bilhões, incluindo desenvolvimento e comissionamento, contra aproximadamente US$ 2,1 bilhões do plano de 1995 quando se contabiliza a pesquisa de apoio.
Os auditores da NIF encontraram falhas reais de gestão. Ainda assim, os dois programas transcorreram em décadas diferentes, em continentes diferentes, e seguiram o mesmo padrão, o que sugere que a forma como ambos foram montados pesou tanto quanto as pessoas que os dirigiam.
Três problemas ainda sem solução
Para além das instituições e dos incentivos, os três problemas de engenharia que determinam quando a fusão chega são o suprimento de trítio, a degradação dos materiais e o Q de tomada. Nenhum programa resolveu ainda nenhum deles, e nenhum cede apenas ao dinheiro.
O primeiro é o trítio. A fusão D-T exige trítio, um isótopo radioativo do hidrogênio com meia-vida de 12,3 anos. Ele não existe na natureza em quantidades significativas. O estoque civil mundial, da ordem de 25 a 30 quilos, vem quase inteiramente de reatores de fissão CANDU, a água pesada, sobretudo no Canadá, com contribuições menores da Coreia do Sul, onde o trítio se acumula como subproduto e é extraído. A Romênia, cujos reatores de Cernavodă também produzem trítio, está construindo a primeira usina de extração da Europa para se juntar a eles ainda nesta década. Pouco desse trítio deve sobrar para a fusão: a frota CANDU está envelhecendo, unidades canadenses mais antigas começaram a fechar enquanto outras saem de operação por anos de reforma, e em alguns cenários quase nada resta para uma usina de demonstração na década de 2050. O próprio estoque deve atingir o pico antes de 2030. Só o ITER, quando começar as operações D-T, deve queimar perto de um quilo por ano. Uma usina comercial joga em outra divisão: um reator que entregue um gigawatt de eletricidade queimaria cerca de 160 quilos de trítio por ano, e cada grama disso teria de ser gerado por ele próprio.
A solução proposta é a regeneração de trítio: mantos de lítio ao redor do reator absorvem os nêutrons da reação D-T e produzem trítio novo pela reação Li-6 + n → He-4 + T. Os mantos precisam produzir mais trítio do que a usina queima, com uma margem para perdas e decaimento que, dependendo do projeto, pode ser de apenas alguns por cento. E a regeneração de trítio nunca foi testada em escala num dispositivo de fusão. Os mantos de lítio nunca operaram num ambiente de nêutrons próximo das condições de uma fusão comercial. Toda usina comercial D-T proposta pressupõe um processo que não foi demonstrado.
O segundo problema são os materiais. Os nêutrons de 14,1 MeV da fusão D-T deslocam átomos nas redes cristalinas dos materiais estruturais, o que provoca fragilização; transmutam elementos (um átomo de tungstênio pode virar rênio ou ósmio, o que altera por completo suas propriedades mecânicas); e empurram trítio para dentro da própria parede. O tungstênio é o principal candidato para a primeira parede, a que fica de frente para o plasma: ponto de fusão elevado, por volta de 3.400 °C, baixa permeabilidade ao hidrogênio, taxa de pulverização relativamente baixa. Mas ninguém testou o tungstênio, nem qualquer outro candidato, sob o fluxo de nêutrons de uma fusão comercial, porque a instalação capaz de fazer esse teste ainda não existe.
A IFMIF-DONES, a Instalação Internacional de Irradiação de Materiais para Fusão em construção em Granada, na Espanha, foi projetada para preencher essa lacuna. Seu programa de construção começou formalmente em 2023, as principais obras no local estavam previstas para começar no verão europeu de 2026, e a instalação deve entrar em operação por volta de 2034; a qualificação dos materiais exige anos de coleta de dados depois disso. Mesmo que o SPARC demonstre Q de plasma > 1 em 2027, o projeto do dispositivo seguinte, aquele destinado a fornecer eletricidade comercial, não poderá se apoiar em materiais plenamente qualificados, porque os dados para qualificá-los só começarão a chegar em meados da década de 2030, haja o capital que houver.
O terceiro problema é o Q de tomada. O JET, o Joint European Torus, detém o recorde de Q entre os tokamaks: cerca de 0,67, estabelecido em 1997. Nenhum dispositivo de confinamento magnético chegou a Q = 1. O 1,54 da NIF seguia a definição laser-alvo. Em abril de 2025, a NIF elevou o ganho laser-alvo para 4,13, mas mesmo esse disparo devolveu apenas alguns centésimos da eletricidade que a instalação consumiu. Subir de um Q de tomada medido em centésimos para um que também pague turbinas, mantos regeneradores, blindagem e gestão da ativação é, por si só, um projeto de engenharia.
E o alvo se move. Em 2024, a energia solar de grande porte custou em média, no mundo, cerca de US$ 43 por MWh; a eólica em terra ficou em torno de US$ 34. Ambas ficaram muito mais baratas desde 2010, assim como o armazenamento em baterias. O patamar econômico que a fusão precisaria superar na década de 2040 não está congelado nos números de hoje. Uma tecnologia que leve até 2045 para produzir eletricidade comercial vai competir com sistemas de energia que tiveram mais vinte anos para baratear. Isso não descarta a fusão, mas seus argumentos econômicos precisam ser tratados como uma questão em aberto e incerta, e não como algo garantido.
O que o capital privado mudou
Parte dos argumentos a favor da fusão privada é real, e o trabalho com ímãs da Commonwealth Fusion Systems é o caso mais claro. Em setembro de 2021, a CFS demonstrou um protótipo de bobina de campo toroidal supercondutora de alta temperatura, enrolada com fita de REBCO (óxido de bário, cobre e terras raras), que sustentou um campo magnético de 20 teslas. Desde então, a CFS avançou para ímãs em escala de produção para o SPARC; em setembro de 2025, um painel do Departamento de Energia validou a conclusão desse marco no âmbito do Milestone-Based Fusion Development Program do departamento.
A importância física está nas leis de escala. Num tokamak, a pressão de plasma que um ímã consegue conter cresce com B², e a densidade de potência de fusão, aproximadamente com B⁴. O MIT e a CFS estimam que um ímã de 20 T entrega o desempenho de uma máquina convencional com supercondutores de baixa temperatura cerca de quarenta vezes maior em volume. Uma máquina menor é mais rápida e mais barata de construir, o que a coloca ao alcance de equipes privadas, e experimentos mais baratos permitem ciclos de aprendizado mais rápidos.
Os incentivos também são outros. O capital privado exige marcos e pune quem não os cumpre, e nos doze meses até julho de 2026 as empresas de fusão levantaram um recorde de US$ 4,5 bilhões desse capital. Em 2023, a Helion Energy assinou o primeiro contrato comercial de compra de energia de fusão, com a Microsoft, comprometendo-se a entregar eletricidade comercial até 2028, com cláusulas de multa em caso de fracasso. A CFS levantou cerca de US$ 4 bilhões e mira o primeiro plasma do SPARC e Q > 1 em 2027. A TAE Technologies concordou, em dezembro de 2025, com uma fusão societária integralmente em ações com o Trump Media & Technology Group, avaliada em mais de US$ 6 bilhões; a conclusão do negócio é esperada para o fim de 2026. Nenhuma delas pode esticar um cronograma como faz o ITER; se perderem marcos suficientes, o dinheiro acaba.
O dinheiro começou a chegar aos problemas que vêm depois do confinamento. Em julho de 2026, a CFS se tornou o primeiro parceiro internacional do LIBRTI, um programa do governo britânico que está construindo em Culham uma instalação para demonstrar a produção líquida de trítio em mantos regeneradores, e a CFS vai construir as peças de teste para os primeiros experimentos. No Tennessee, a Kyoto Fusioneering e o Oak Ridge National Laboratory estão construindo o UNITY-3, uma instalação de teste de mantos financiada pelo governo federal e dotada de sua própria fonte de nêutrons D-T. Nenhuma das duas produziu ainda um resultado. O capital privado acelerou o trabalho de confinamento do plasma e mostrou que é possível construir máquinas compactas, iteradas em ritmo rápido. Na regeneração e nos materiais, ele pode pagar pelos testes, mas cada um ainda exige uma demonstração específica que leva tempo, por mais dinheiro que haja por trás.
As empresas, uma a uma
O SPARC, da CFS, é um tokamak, e a física dos tokamaks é a física de confinamento mais bem compreendida da área, com sessenta anos de dados experimentais por trás. O SPARC ainda precisa mostrar que seu plasma em combustão se comporta como previsto, mas a questão maior é se ímãs de 20 T e uma geometria compacta conseguem chegar lá numa forma comercialmente viável. Em dezembro de 2025, a CFS entregou à instalação do SPARC o primeiro dos 18 ímãs de campo toroidal do reator, e a montagem no tokamak começou no primeiro semestre de 2026; a empresa agora mira o primeiro plasma e uma demonstração de Q > 1 em 2027. Se conseguir, será o primeiro dispositivo de confinamento magnético a superar o recorde do JET de 1997.
Mesmo assim, o SPARC não seria uma usina. O caminho do SPARC até o ARC, o tokamak comercial proposto pela CFS, passa por mantos regeneradores de trítio nunca testados, por materiais de primeira parede que não poderão ser plenamente qualificados até que a IFMIF-DONES produza dados, e pelo salto do Q de plasma para um Q de tomada com o qual uma usina consiga viver. A CFS planeja construir o ARC, uma usina de 400 megawatts perto de Richmond, na Virgínia, e pretende colocá-la em operação no início da década de 2030. Esse cronograma deixa pouca margem para que qualquer uma dessas etapas atrase. A CFS não afirma ter resolvido o trítio nem os materiais. A maior parte de seu risco está na engenharia, onde os problemas são difíceis, mas já conhecidos.
A Helion Energy é outra história. Seu dispositivo usa uma configuração de campo reverso (FRC), um toro compacto sem a geometria de rosquinha do tokamak, e mira, no longo prazo, a fusão de deutério com hélio-3. Esse combustível libera muito menos nêutrons do que o D-T, embora reações secundárias entre núcleos de deutério ainda produzam alguns, e aliviaria bastante o problema dos materiais. No caminho, a Helion recorreu ao D-T: a empresa afirma que, no início de 2026, seu protótipo Polaris se tornou a primeira máquina construída pela iniciativa privada a demonstrar fusão D-T mensurável, com plasma acima de 150 milhões de °C. O contrato com a Microsoft prevê que a Helion ligue uma usina até 2028 e chegue a 50 MW ou mais em um ano; em julho de 2025, a Helion começou as obras do Orion, sua usina de demonstração, em Malaga, no estado de Washington. Eletricidade comercial até 2028, a partir de um conceito de fusão que não demonstrou eletricidade líquida nem em escala de laboratório, exige vários saltos tecnológicos em sequência, e alguns deles são saltos de física, não de engenharia. Mike Campbell, professor de engenharia de fusão da UC San Diego, duvida da data: “Desejo-lhes sorte, mas ficarei agradavelmente surpreso se conseguirem fazer isso até lá.”
O confinamento em FRC é muito menos maduro que o confinamento em tokamak. Os tokamaks têm sessenta anos de dados experimentais detalhados e leis empíricas de escala do confinamento, ajustadas aos resultados de muitas máquinas, que se sustentaram à medida que os dispositivos cresciam; as FRCs não têm nem uma coisa nem outra na escala de que uma usina precisa, e sua estabilidade nessa escala não é totalmente compreendida. Se a abordagem funcionar, a compacidade da Helion e a futura operação com poucos nêutrons são vantagens estruturais reais. Se o plasma não se mantiver estável à medida que as máquinas crescem, a pressão dos investidores não pode mudar isso, e, com tão poucos dados, essa continua sendo uma possibilidade concreta.
A TAE Technologies é a aposta de maior risco entre as empresas privadas. Seu objetivo final é a fusão próton-boro, p-B11, cuja reação principal produz três núcleos de hélio-4 e nenhum nêutron. Reações secundárias ainda liberam alguns, de modo que o combustível eliminaria o problema do trítio e aliviaria bastante o dos materiais, sem acabar com ele. Aqui a questão em aberto é a própria física do plasma: o p-B11 exige temperaturas de aproximadamente 3 bilhões de graus Celsius, contra 150 milhões para o D-T, e a física do plasma a essa temperatura não foi demonstrada em escala de laboratório. Em 2025, a TAE se tornou a primeira a formar um plasma em configuração de campo reverso usando apenas injeção de feixes neutros, um marco que os pesquisadores perseguiam havia décadas. Seu roteiro passa por um dispositivo de energia líquida chamado Copernicus e por uma usina comercial chamada Da Vinci, no início da década de 2030. Entre os investidores estão o Google e a Chevron, e a TAE informa hoje ter levantado mais de US$ 1,6 bilhão no total, com a fusão societária com a Trump Media ainda por concluir.
Se a aposta da TAE der certo, o problema do trítio desaparece e o dos materiais encolhe. Antes disso, seu roteiro, como o da Helion, precisa mostrar que plasmas em FRC se mantêm coesos na escala de que uma usina precisa. O resultado de 2025 com feixes neutros é um primeiro passo nesse caminho, e um dispositivo de energia líquida está muito além dele.
O que teria de ser verdade
Eletricidade comercial de fusão antes de 2050 exige uma série de etapas. As empresas podem trabalhar em várias ao mesmo tempo, com risco maior, mas a maioria depende dos resultados da anterior.
Primeiro, alguém precisa demonstrar Q de plasma > 1 de forma sustentada e repetível: um confinamento que dure o suficiente e seja quente o suficiente para produzir energia líquida de fusão com confiabilidade, e não num único disparo. A meta do SPARC para 2027 é a candidata mais crível no curto prazo. Se funcionar, o fim da década de 2020 pode riscar esse item da lista.
Em seguida, a regeneração de trítio precisa ser demonstrada num ambiente real de nêutrons de fusão, num dispositivo com fluxo de nêutrons em escala comercial, produzindo nos mantos de lítio mais trítio do que a usina queima, com margem de sobra. Nenhuma demonstração desse tipo existe. O projeto do ITER inclui um programa de testes de regeneração, mas o ITER só chegará às operações D-T em 2039. Empresas privadas que miram a operação comercial antes disso estão recorrendo às novas instalações de teste de mantos no Reino Unido e nos Estados Unidos, que ainda não divulgaram nenhum resultado. Uma usina pode ser projetada em paralelo, mas seu suprimento de combustível continua sendo uma suposição até que a regeneração funcione.
A IFMIF-DONES, ou uma instalação equivalente, precisa produzir materiais qualificados que sobrevivam ao fluxo de nêutrons de uma usina comercial. Depois que ela entrar em operação, seguem-se anos de coleta de dados. Por esse caminho, a qualificação completa chega, na melhor das hipóteses, no fim da década de 2030; qualquer usina ligada antes disso funciona com materiais parcialmente qualificados e passa a fazer parte do teste. O financiamento não consegue encurtar essa etapa: o bombardeio de nêutrons que qualifica um material leva o tempo que leva, e os dados precisam se acumular em tempo real, num ambiente real de nêutrons, sem nenhum atalho computacional disponível.
Por fim, uma usina de demonstração precisa produzir eletricidade e operar por tempo suficiente para validar o sistema completo: regeneração de trítio num reator em funcionamento, gestão da ativação, blindagem e um Q de tomada confortavelmente acima de 1. É esta a etapa que converte marcos científicos em uma tecnologia de energia. A CFS mira o ARC no início da década de 2030, o que o colocaria na rede antes que a IFMIF-DONES termine de qualificar os materiais. Se esse prazo vai se manter ou atrasar mais uma década dependerá de como correrem as etapas anteriores.
Nenhuma dessas etapas é fisicamente impossível. Elas são em grande parte sequenciais, e o capital privado tem mais influência sobre a primeira.
Os próximos prazos
Artsimovich disse que a fusão estaria pronta quando a sociedade precisasse dela. Os investidores privados não compartilham a paciência que essa frase pressupõe. Empresas em Devens, em Massachusetts, e em Malaga, no estado de Washington, trabalham com cronogramas sujeitos a cláusulas de multa e com investidores que não vão esperar indefinidamente. A arquitetura institucional que convertia dificuldade em prorrogação de cronograma, o modelo ITER, já não é o único modelo em jogo.
A piada de que a fusão está a vinte anos de distância foi contada em todas as décadas desde os anos 1950. Na próxima década, ela esbarra em prazos datados e verificáveis. Em meados da década de 2030, estará claro se o SPARC demonstrou Q > 1 num dispositivo de confinamento magnético e se a IFMIF-DONES está produzindo dados de qualificação de materiais. A Helion terá entregado energia à Microsoft, ou terá perdido um prazo contratualmente vinculante, com multas financeiras.
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Mídia
Principais fontes e referências
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