Kita harus positif, sekali lagi kajian dan penerapannya membuahkan hasil konkrit meski banyak pencela: di bidang energi untuk ketiga kalinya, hasil positif ketiga terulang kembali. Fasilitas Pengapian Nasional (NIF) di Lawrence Livermore National Laboratory, California, tidak dirancang sebagai pembangkit listrik tetapi untuk menciptakan kembali dan mempelajari reaksi yang terjadi selama ledakan termonuklir.
Laboratorium saat ini mempelajari dan merancang sistem produksi energi nuklir melalui fusi, sebuah teknologi futuristik yang diyakini mampu menyelesaikan sebagian besar masalah energi di planet ini, menghasilkan energi dalam jumlah yang hampir tak terbatas tanpa emisi gas rumah kaca dengan produksi radioaktif yang dapat diabaikan. limbah.
Dalam beberapa dekade terakhir, para peneliti NIF telah mempelajari untuk mencapai hal tersebut fusi nuklir, salah satu tujuan paling menantang dari semua ilmu terapan di bidang energi. Pada kenyataannya, hasil signifikan pertama telah dicapai Desember 5 2022, meskipun dengan produksi energi yang terbatas. Masih terlalu sedikit untuk eksploitasi yang hemat biaya, namun merupakan sebuah pencapaian yang memperjelas bahwa kami berada di jalur yang benar.
Mari kita mundur sejenak, penyalaan fusi terjadi ketika daya termal partikel alfa yang dihasilkan oleh reaksi fusi nuklir melebihi efek pendinginan dari kerugian yang terkait, misalnya dengan emisi sinar-X dan pemuaian akibat ledakan. Ketika cukup banyak partikel ini diserap ke dalam lapisan bahan bakar berdensitas tinggi, gelombang reaksi fusi dihasilkan dan merambat ke bahan bakar dingin, campuran deuterium dan tritium (dua isotop hidrogen) yang mengelilingi titik panas. Ketika pengendapan energi oleh partikel berkontribusi lebih dari 50% terhadap pemanasan bahan bakar, putaran umpan balik berkelanjutan dihasilkan yang menghasilkan amplifikasi produksi energi yang eksplosif.
Dengan kata sederhana, reaktor fusi nuklir berfungsi sebagai penguat energi dan penguatan yang diperoleh ditentukan oleh rasio antara energi yang dihasilkan oleh reaksi fusi dan energi yang diserap oleh bahan bakar yang dipicu oleh sinar laser berenergi tinggi yang terfokus. silinder emas kecil, disebut hohlraum, yang berisi bola bahan bakar. Metode ini disebut tidak langsung, memanfaatkan sinar-X yang dihasilkan oleh interaksi antara laser dan laserhohlraum untuk mengompresi bola bahan bakar, memastikan simetri kompresi yang lebih baik daripada pendekatan langsung.
Harus dipahami bahwa kesulitan ini juga terkait dengan bahan bakar yang digunakan dalam keadaan plasma, dengan kata sederhana: gas terionisasi yang terdiri dari sekumpulan elektron dan ion dan bersifat netral secara global (yaitu yang muatan listrik totalnya nol).
Plasma dianggap sebagai keadaan keempat, yang karenanya dibedakan dari wujud padat, cair, dan gas, sedangkan istilah “terionisasi” menunjukkan bahwa sebagian besar elektron dilepaskan dari masing-masing atom. Ia juga ada di alam di Bumi meskipun relatif jarang (petir dan aurora borealis), namun di Alam Semesta ia menyusun lebih dari 99% materi yang diketahui (bintang berbentuk plasma).
Kesulitan lainnya adalah bahan bakar untuk menghasilkan energi harus dijaga pada kepadatan yang cukup tinggi dan dalam jangka waktu yang cukup lama.
Hasil menarik pertama diperoleh dengan percobaan Desember 5 2022, ketika NIF telah melampaui ambang pengapian menghasilkan energi fusi 3,15 megajoule (MJ) menggunakan energi laser 2,05 MJ.
Untuk memahami kekuatan "pemicu" laser, NIF menggunakan 192 sinar laser yang mampu melepaskan daya sesaat yang sama pada target yang rata-rata dibutuhkan oleh seluruh jaringan listrik Amerika.
Faktanya, file Juli 30 2023, laser NIF yang selalu menerapkan energi 2,05 MJ ke target, memperoleh produksi energi 3,88 MJ. Percobaan diulangiOktober 8 2023 dan untuk ketiga kalinya NIF mencapai penyalaan menggunakan energi laser yang lebih sedikit (1,9 MJ) dan menghasilkan hasil kurang dari 2,4 MJ. Beberapa hari kemudian, Oktober 30 2023, NIF mencetak rekor baru, menggunakan jumlah energi penyalaan yang lebih besar untuk pertama kalinya (2,2 MJ) dan mencapai energi fusi 3,4 MJ, produksi neutron tertinggi kedua yang pernah dicapai.
Sebuah langkah maju yang penting, namun meskipun perolehan energi bersih telah tercapai, pembangunan pembangkit listrik fusi nuklir masih akan memakan waktu lama. Tentu saja keberhasilan yang terjadi pada tahun 2023 telah menyangkal mereka yang menganggap eksploitasi energi nuklir melalui fusi sebagai sebuah khayalan; para pengkritiknya mengandalkan asumsi bahwa tidak mungkin mencapai tingkat presisi yang dibutuhkan dengan laser untuk menyalakan bahan bakar yang pada gilirannya harus dipertahankan dalam kondisi fisik yang diperlukan.
Hasilnya kini menggembirakan dan – meskipun masih memerlukan waktu sekitar sepuluh tahun untuk dapat menggunakan energi bersih dan berkelanjutan ini – kita harus terus berinvestasi dalam pelatihan para insinyur dan peneliti yang, dengan komitmen mereka, akan mampu menjamin masa depan yang lebih baik. untuk semua orang.
(artikel awalnya diterbitkan di https://www.ocean4future.org)
Gambar: Laboratorium Nasional Lawrence Livermore / web
