Dalam dunia penelitian energi fusi, sebuah kemajuan signifikan telah dicapai oleh ilmuwan yang terlibat dalam proyek “Matahari buatan” yang dikenal sebagai Tokamak Superkonduktor Eksperimental Lanjutan. Proyek ambisius ini memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi kondisi plasma yang stabil, meskipun dalam kepadatan yang jauh melampaui norma yang ada selama ini.
Penelitian yang dirilis di jurnal terkemuka membuka jalan baru dalam memahami dinamika plasma yang telah lama menjadi hambatan dalam pengembangan energi fusi. Temuan ini memberi harapan bagi cita-cita energi bersih yang berkelanjutan.
Pemahaman Baru tentang Plasma Fusi dan Retorika Energi Bersih
Pada tanggal 1 Januari, hasil penelitian ini dipublikasikan di Science Advances, memberikan wawasan yang lebih mendalam tentang bagaimana hambatan fisik dalam fusi dapat diatasi. Penelitian ini dilakukan di bawah kepemimpinan Ping Zhu, seorang profesor dari Huazhong University of Science and Technology, serta Ning Yan, seorang associate profesor dari Hefei Institutes of Physical Science.
Melalui pendekatan operasi berdensitas tinggi, tim peneliti mampu menunjukkan bahwa kepadatan plasma dapat diangkat jauh melampaui batas empiris tanpa menyebabkan ketidakstabilan. Penemuan ini menantang teori yang telah dipegang teguh selama bertahun-tahun, membuka kemungkinan baru dalam studi fusi.
Fusi nuklir dipandang sebagai potensi sumber energi bersih yang efektif. Namun, untuk mencapai kondisi optimal dalam fusi deuterium-tritium, plasma harus dipanaskan hingga suhu yang ekstrem, sekitar 150 juta derajat Celsius. Pada suhu ini, daya fusi yang dihasilkan menjadi optimal.
Mengatasi Hambatan dalam Eksperimen Fusi Tradisional
Walaupun memiliki banyak kelebihan, eksperimen pada tokamak seringkali dibatasi oleh batas densitas yang tinggi. Ketika batas ini terlampaui, plasma biasanya menjadi tidak stabil, menimbulkan ancaman bagi operasi yang aman. Di sinilah kekuatan temuan penelitian ini menjadi signifikan.
Teori baru yang disebut plasma-wall self organization (PWSO) menawarkan pandangan baru mengenai pembentukan batas densitas ini. Teori ini pertama kali diusulkan oleh D.F. Escande dan timnya, berfungsi untuk menjelaskan interaksi antara plasma dan dinding reaktor. Menurut PWSO, interaksi ini dapat mencapai keseimbangan yang sempurna.
Eksperimen yang dilakukan di EAST membuktikan ide teoretis ini dengan sukses. Peneliti dapat mengontrol tekanan gas dan menerapkan pemanasan resonansi siklotron elektronik secara efektif, menjadikan interaksi plasma-dinding lebih optimal dan mengurangi penumpukan kontaminan.
Kemajuan Dalam Penelitian Energi Fusi dan Masa Depan Energi
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa EAST berhasil mencapai kondisi tanpa batas kepadatan yang diramalkan oleh teori PWSO. Ini memungkinkan operasi yang stabil bahkan pada kepadatan di luar batas yang selama ini dipercaya. Temuan ini memberikan gambaran baru tentang bagaimana tantangan densitas dapat diatasi dalam usaha mencapai pembakaran fusi.
Keberhasilan ini menunjukkan adanya kemungkinan praktis dan dapat diskalakan untuk meningkatkan batas densitas dalam perangkat tokamak. Ini, pada gilirannya, membuka jalan bagi generasi perangkat fusi plasma pembakaran yang lebih efisien di masa depan.
Menurut Zhu, “Temuan ini memberi peluang untuk memperluas pemahaman kita tentang operasi tokamak dan bagaimana kita dapat melangkah lebih jauh dalam pencarian sumber energi bersih yang dapat dibarui.” Dengan setiap langkah maju, harapan untuk pengembangan energi fusi semakin terlihat dekat di cakupan masa depan.
