Jerman Baru Menyuntikkan Harapan Baru Ke Mimpi Kekuatan Fusi Nuklir

Ilmuwan Jerman berhasil mengandung plasma hidrogen pada hari Rabu, membawa dunia selangkah lebih dekat ke mimpi utopis kekuatan fusi nuklir.

Kanselir Federal Angela Merkel menekan tombol merah pada bintang 7-X Wendelstein, atau W7-X, dan memulai hitungan mundur reaksi yang memanaskan hidrogen dengan kekuatan 6.000 gelombang mikro. Plasma dipertahankan hanya dalam sepersekian detik. Percobaan ini digembar-gemborkan sebagai suatu keberhasilan.

Fusi nuklir adalah reaksi kebalikan dari fisi yang menggerakkan pembangkit nuklir saat ini. Sementara reaktor fisi memecah atom uranium berat dan menangkap energi yang dilepaskan melalui proses itu, kekuatan fusi melibatkan menabrak dua atom yang lebih ringan dan membentuk satu atom yang lebih berat.

Fusi hidrogen adalah yang memberi kekuatan pada matahari dan bintang-bintang. Membangun pembangkit listrik fusi di Bumi ini setara dengan membuat matahari kecil dan mengandungnya di dunia kita. Yang merupakan tugas yang sangat sulit, karena tanpa tekanan menghancurkan yang disebabkan oleh banyaknya bintang-bintang, suhu yang diperlukan untuk memulai reaksi di planet ini harus berkali-kali lebih panas daripada yang ditemukan di pusat matahari.

Jika dimanfaatkan, fusi dapat memberi daya pada dunia berkali-kali pada bahan bakar air laut, tanpa risiko kehancuran nuklir dan limbah yang sangat sedikit. Tidak heran bahwa tujuan telah menghabiskan begitu banyak sumber daya global, meskipun ada kemajuan yang lambat.

Satu upaya internasional, yang dikenal sebagai ITER, telah menelan biaya miliaran hingga saat ini dan telah diganggu oleh frustrasi dan penundaan. Setelah diprediksi memproduksi plasma pada tahun 2016, tujuan itu telah ditekan - mungkin tanpa batas.

"Saya sekarang berharap untuk mencurahkan karir profesional penuh saya sebelum melihat plasma yang layak di ITER," kata seorang fisikawan di fasilitas itu. New Yorker.

Inisiatif Jerman, yang terletak di Institut Max Planck untuk Fisika Plasma di Greifswald, memiliki tujuan yang sama dengan ITER: Reaksi fusi hidrogen yang terkandung dan stabil. Namun, mereka didasarkan pada dua perangkat yang berbeda.

Reaksi fusi melibatkan produksi gas terionisasi super panas, yang dikenal sebagai plasma. Pada jutaan derajat Celcius, plasma terlalu panas untuk terkandung oleh bahan apa pun di Bumi. Ide-ide terbaik untuk bagaimana mengandung plasma ini melibatkan sirkulasi dalam bentuk donat di dalam ruang hampa oleh magnet super kuat. Dua desain teratas untuk perangkat ini adalah tokamak dan stellarator, lihat di bawah:

Tokamak, yang merupakan dasar untuk ITER, pertama kali diusulkan oleh fisikawan Soviet pada 1950-an. Desainnya lebih sederhana daripada stellarator, tetapi jauh lebih kompleks dalam pengoperasiannya.

Stellarator, yang ditampilkan dalam percobaan Jerman, memiliki desain yang jauh lebih rumit, dan tidak dapat dibangun tanpa kekuatan superkomputer yang hanya tersedia pada 1980-an.

Keberhasilan minggu ini di Jerman adalah sinyal bahwa sang bintang sedang mengejar ketinggalan, dan bahkan mungkin telah melampaui, tokamak dalam perlombaan untuk fusi nuklir komersial.

W7-X Jerman menelan biaya $ 440 juta. Keseluruhan proyek ini menelan biaya lebih dari satu miliar dolar selama dua dekade. Tujuannya adalah untuk meningkatkan perangkat sehingga dapat mempertahankan reaksi fusi hidrogen lebih lama dan lebih lama, hingga 30 menit. Para ilmuwan yang terlibat berharap bahwa tonggak sejarah akan tercapai pada tahun 2025.