PERKIRAAN PARA PENELITI NUKLIR TENTANG NUKLIR PADA TAHUN 2030

Sebuah perusahaan nuklir-fusi swasta telah memanaskan plasma hidrogen hingga 27 juta derajat Fahrenheit (15 juta derajat Celcius) dalam reaktor baru untuk pertama kalinya - lebih panas daripada inti matahari.

Tokamak Energy yang berbasis di Inggris mengatakan uji plasma merupakan tonggak sejarah dalam pencariannya untuk menjadi yang pertama di dunia yang menghasilkan listrik komersial dari kekuatan fusi, kemungkinan pada tahun 2030.

Perusahaan, yang diberi nama setelah ruang vakum yang berisi reaksi fusi di dalam medan magnet yang kuat, mengumumkan pembuatan plasma superhot di dalam reaktor fusi eksperimental ST40 pada awal Juni.

Tes sukses - suhu plasma tertinggi yang dicapai sejauh ini oleh Tokamak Energy - berarti reaktor sekarang akan dipersiapkan tahun depan untuk pengujian plasma yang lebih panas, lebih dari 180 juta derajat F (100 juta derajat C).

Itu akan menempatkan reaktor ST40 dalam suhu operasi yang diperlukan untuk fusi nuklir terkontrol; perusahaan berencana untuk membangun reaktor lebih lanjut pada tahun 2025 yang akan menghasilkan beberapa daya fusi megawatt.

"Ini benar-benar menarik," Pendiri Tokamak Energy, David Kingham mengatakan pada Live Science. "Itu sangat bagus untuk melihat data yang datang dan mampu mendapatkan plasma suhu tinggi - mungkin melampaui apa yang kami harapkan."

Tokamak Energy adalah salah satu dari beberapa perusahaan swasta yang didanai untuk menciptakan reaktor fusi kerja yang dapat memasok listrik ke jaringan listrik, mungkin bertahun-tahun sebelum pertengahan 2040-an, ketika proyek reaktor fusi ITER di Perancis diperkirakan bahkan akan mencapai "plasma pertamanya. "

Ini bisa menjadi satu dekade setelah itu sebelum reaktor ITER eksperimental siap untuk menciptakan fusi nuklir berkelanjutan - dan bahkan kemudian, reaksi tidak akan digunakan untuk menghasilkan listrik apa pun.

Bintang dalam botol

Penggabungan nuklir hidrogen ke dalam unsur helium yang lebih berat adalah reaksi nuklir utama yang membuat matahari kita dan bintang-bintang lainnya terbakar selama miliaran tahun - itulah sebabnya reaktor fusi kadang-kadang disamakan dengan "bintang dalam botol".

Fusi nuklir juga terjadi di dalam senjata termonuklir kuat, juga dikenal sebagai bom hidrogen, di mana hidrogen dipanaskan hingga suhu fusi oleh perangkat fisi plutonium, menghasilkan ledakan ratusan atau ribuan kali lebih kuat daripada bom fisi.

Proyek fusi terkontrol Earthbound seperti ITER dan reaktor Tokamak Energy juga akan memadukan bahan bakar hidrogen, tetapi pada suhu yang jauh lebih tinggi dan tekanan yang lebih rendah daripada yang ada di dalam matahari.

Para pendukung fusi nuklir mengatakan itu bisa membuat banyak jenis pembangkit listrik lainnya usang, dengan menghasilkan sejumlah besar listrik dari jumlah yang relatif kecil dari isotop hidrogen berat deuterium dan tritium, yang relatif melimpah di air laut biasa.

"Lima puluh kilogram [110 lbs.] Tritium dan 33 kilogram [73 pon] deuterium akan menghasilkan gigawatt listrik selama setahun," sementara jumlah bahan bakar hidrogen berat dalam reaktor pada satu waktu hanya akan menjadi beberapa gram, kata Kingham.

Itu adalah energi yang cukup untuk mendukung lebih dari 700.000 rumah di Amerika, menurut angka dari Administrasi Informasi Energi AS.

Pabrik-pabrik fisi nuklir yang ada menghasilkan listrik tanpa menghasilkan emisi gas rumah kaca, tetapi mereka dipicu oleh unsur-unsur berat radioaktif seperti uranium dan plutonium, dan menciptakan limbah radioaktif yang harus ditangani dan disimpan dengan hati-hati.

Secara teori, reaktor fusi dapat menghasilkan limbah radioaktif jauh lebih sedikit daripada reaktor fisi, sementara kebutuhan bahan bakar mereka yang relatif kecil berarti bahwa kebocoran nuklir seperti bencana Chernobyl atau kecelakaan Fukushima tidak mungkin, menurut proyek ITER.

Namun, peneliti fusi veteran Daniel Jassby, yang pernah menjadi ahli fisika di Princeton Plasma Physics Laboratory, telah memperingatkan bahwa ITER dan reaktor fusi lain yang diusulkan masih akan menghasilkan sejumlah besar limbah radioaktif.

Jalan menuju fusi nuklir

Reaktor ST40 dan reaktor masa depan yang direncanakan oleh Tokamak Energy menggunakan desain tokamak bulat yang ringkas, dengan ruang hampa yang hampir bundar dan bukannya bentuk donat yang lebih luas yang digunakan di reaktor ITER, kata Kingham.

Kemajuan penting adalah penggunaan magnet superkonduksi suhu tinggi untuk menciptakan medan magnet yang kuat yang diperlukan untuk menjaga plasma superhot dari merusak dinding reaktor, katanya.

Elektromagnet setinggi 7 kaki (2,1 meter) di sekitar reaktor Energi Tokamak didinginkan oleh helium cair untuk beroperasi pada minus 423,67 derajat F (minus 253,15 derajat C).

Penggunaan bahan magnetik canggih memberi reaktor Tokamak Energi keuntungan yang signifikan atas desain reaktor ITER, yang akan menggunakan elektromagnetik yang haus daya didinginkan hingga beberapa derajat di atas nol mutlak, kata Kingham.

Proyek fusi lain yang didanai investasi termasuk reaktor sedang dikembangkan General Fusion, yang berbasis di British Colombia dan TAE Technologies, yang berbasis di California.

Sebuah perusahaan yang berbasis di Washington, Agni Energy, juga telah melaporkan keberhasilan percobaan awal dengan pendekatan yang berbeda terhadap fusi nuklir terkontrol, yang disebut "fusi beam-target," Live Science melaporkan awal pekan ini.

Salah satu proyek fusi yang didanai swasta paling canggih adalah reaktor fusi kompak yang dikembangkan oleh raksasa pertahanan dan ruang angkasa terkemuka AS Lockheed Martin di divisi teknik Skunk Works di California.

Perusahaan itu mengatakan reaktor fusi 100-megawatt, yang mampu menggerakkan 100.000 rumah, bisa cukup kecil untuk dipasang di atas truk trailer dan didorong ke mana pun itu diperlukan.