Hidrogénio-3 (H-3)

O terceiro hidrogénio

O hidrogénio tem três isótopos e são os únicos com nome próprio, porque duplicar e depois triplicar a massa do átomo mais leve muda o seu comportamento de um modo que acrescentar um neutrão ao carbono não muda.

O prótio é um protão sozinho, 99,98 % de todo o hidrogénio. O deutério acrescenta um neutrão. O trítio acrescenta dois, e é instável — transforma-se em hélio 3 com um período de 12,32 anos.

⚠️ Essa partícula beta é excecionalmente fraca, 5,7 quiloeletrão-volts em média. Não atravessa a pele, nem uma folha de papel, nem a parede do tubo de vidro onde costuma estar fechada. O trítio é um dos poucos materiais radioativos inofensivos ao lado de alguém.

A produção natural é escassa: os raios cósmicos fabricam alguns quilogramas por ano em toda a atmosfera, em equilíbrio com o que se desintegra. Tudo o que se usa é fabricado.

Luz sem corrente

Um sinal de saída de trítio é um tubo de vidro selado com trítio gasoso lá dentro e fósforo na parede interior. As partículas beta atingem o fósforo e ele brilha.

Não é preciso mais nada. Nem pilha, nem cablagem, nem lâmpada para trocar. O sinal funciona durante um corte de energia, ou seja precisamente quando é necessário, e continua cerca de quinze anos antes de o trítio ter decaído demasiado.

O mesmo princípio ilumina miras de armas, mostradores de relógios e marcas de bússola, substituindo o rádio que fazia esse trabalho — com uma fração do perigo, já que a beta do trítio não sai do vidro enquanto os descendentes alfa do rádio saíam da tinta.

⚠️ Estes sinais são regulados por causa do fim de vida. Um tubo partido liberta trítio como gás ou vapor de água, e o seu descarte no lixo comum é proibido na maioria dos países.

O problema da fusão

A reação de fusão mais fácil de conseguir junta deutério e trítio:

D + T  →  He-4 + n  +  17,6 MeV

Acende a menor temperatura do que qualquer outra, o que explica que todos os grandes projetos a usem. O deutério é abundante — uma fração de todo o hidrogénio da água do mar. O trítio não.

O inventário mundial conta-se em dezenas de quilogramas, produzidos sobretudo como subproduto dos reatores canadianos de água pesada. Um único reator de fusão à escala de uma central consumiria mais num ano.

Um reator de fusão tem portanto de fabricar o seu. O princípio previsto é um manto de lítio à volta do plasma:

Li-6 + n  →  He-4 + T

Cada reação de fusão produz um neutrão, e cada neutrão tem de produzir mais de um átomo de trítio para que o ciclo se feche — alguns perdem-se, são absorvidos noutro sítio ou escapam.

⚠️ Ninguém demonstrou uma taxa de regeneração superior a um num reator em funcionamento. O ITER testará módulos de manto em vez de produzir o seu próprio fornecimento, e a questão de saber se o ciclo do trítio se pode fechar continua a ser um dos pontos menos assentes do programa. Recebe muito menos atenção do que o confinamento do plasma, e pode revelar-se mais difícil.

Datar a água

O trítio atmosférico combina-se com o oxigénio e dá água tritiada, que cai como chuva e chega aos aquíferos.

Debaixo de terra fica cortado de qualquer reabastecimento e decai com o seu período de 12,32 anos. Medir o que resta indica aproximadamente quando é que a água viu o céu pela última vez.

Os ensaios atmosféricos dos anos cinquenta e sessenta elevaram o nível duas ordens de grandeza antes de o deixarem cair — um pico nítido que os hidrogeólogos usam como marcador. Uma água com trítio das bombas caiu depois de 1952 e antes de 1970 aproximadamente.

⚠️ O pico desvanece-se à medida que o trítio decai, e o método com ele. A datação de águas subterrâneas migra para outros traçadores, embora o trítio continue a ser a referência para águas com menos de sessenta anos.

As descargas, e o debate

As centrais nucleares descarregam trítio, porque se forma na água do circuito primário e nenhum filtro o separa da água comum — quimicamente é água.

As descargas são medidas, declaradas e reguladas, e as doses correspondentes são muito baixas. Ainda assim alimentam controvérsias periódicas, na Ásia em torno da descarga das águas de Fukushima iniciada em 2023, e na Europa sempre que se publicam os dados de uma central.

⚠️ O debate incide menos sobre os números, que são públicos e baixos, do que sobre a confiança em quem os publica. É a mesma mola que a nuvem de Chernobil: uma questão técnica resolvida há muito e uma questão política que não está.