Mobitekno – Pada tahun 2021, Institut Teknologi Massachusetts (MIT) membuat terobosan signifikan. Para ilmuwannya mengumumkan keberhasilan dalam mengendalikan fusi nuklir menggunakan desain magnet khusus. Kini, penelitian dan penemuan lebih lanjut dari MIT semakin menguatkan keyakinan merea jika teknologi teknologi fusi nuklir semakin menjanjikan secara teknis.
Selama lebih dari dua dekade, para ilmuwan terus mengejar mimpi besar untuk menguasai teknologi fusi nuklir, proses yang sama yang memberi tenaga pada Matahari kita. Fusi menjanjikan pasokan energi yang bersih, berlimpah, dan hampir tak terbatas. Namun, tantangan teknis yang dihadai untuk mewujudkan teknologi fusi nuklir yang luar biasa telah menghalangi kemajuan.
Mimpi untuk mewujudkan pembangkit energi dari reaksi fusi nuklir
Fusi nuklir adalah reaksi di mana inti atom bergabung, melepaskan energi dalam jumlah besar. Seperti diketahui, matahari menghasilkan energi panasnya melalui proses reaksi fusi nuklir yang terjadi di intinya. Matahari berlaku sebagai reaktor fusi nuklir alami raksasa, yang telah mencairkan proses reaksi fusi bahan bakar hidrogen secara berkelanjutan untuk menghasilkan panas dan radiasi energinya yang melimpah.
Pemahaman proses fusi nuklir di matahari inilah yang menjadi inspirasi dan dasar pengembangan teknologi pembangkit energi fusi nuklir buatan manusia di masa depan. Para ilmuwan berusaha untuk meniru reaksi ini di Bumi untuk menghasilkan energi.
Dibandingkan dengan fisi nuklir, yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini, fusi menawarkan beberapa keuntungan. Fusi tidak menghasilkan limbah radioaktif jangka panjang yang berbahaya, dan bahan bakarnya, isotop hidrogen, berlimpah di air laut.
Tantangan menjinakkan reaksi fusi nuklir
Namun, untuk mewujudkan energi dari proses fusi nuklir yang berkelanjutan secara komersial terbukti sangat sulit dalam perkembangannya. Salah satu tantangan utama adalah menciptakan dan mempertahankan kondisi ekstrem yang dibutuhkan untuk reaksi fusi.
Reaksi fusi, misalnya untuk memaksa atom hidrogen bersatu membutuhkan kondisi temperatur dan tekanan yang sangat ekstrem, yakni lebih dari 100 juta derajat Celsius dan tekanan milyaran atmosfer. Menciptakan dan mengendalikan kondisi sedemikian ekstrem dalam reaktor fusi merupakan tantangan teknis yang luar biasa.
Salah satu pendekatan umum untuk mencapai kondisi ini adalah menggunakan perangkat berbentuk donat besar yang disebut tokamak. Tokamak menggunakan medan magnet yang kuat untuk mengurung plasma, sup panas atom bermuatan listrik yang menjadi bahan bakar fusi. Namun, medan magnet konvensional memiliki keterbatasan dalam hal kekuatan dan efisiensi.
Terobosan magnet superkonduktor dari MIT
Penelitian MIT tahun 2021 berfokus pada pengembangan magnet superkonduktor baru yang terbuat dari bahan yang disebut REBCO (rare-earth barium copper oxide).
Kemajuan pengembangan magnet superkonduktor MIT meliputi inovasi dalam bahan superkonduktor, pendinginan, insulasi, dan teknik manufaktur canggih yang mendorong kemajuan teknis bidang fusi.
Magnet superkonduktor dapat menghasilkan medan magnet yang jauh lebih kuat daripada magnet konvensional, sehingga dapat mengendalikan plasma dengan lebih baik. Ha lini berarti berpotensi menciptakan kondisi yang diperlukan untuk fusi berkelanjutan.
Temuan awal MIT sangat menjanjikan. Mereka melaporkan peningkatan 40 kali lipat dalam daya keluaran fusi dibandingkan dengan eksperimen sebelumnya. Penelitian terbaru, yang diterbitkan dalam jurnal IEEE Transactions on Applied Superconductivity, semakin memperkuat optimisme tersebut.
Menuju masa depan energi yang bersih dan berkelanjutan
Enam studi terpisah yang termasuk dalam laporan komprehensif MIT mengevaluasi kelayakan magnet REBCO dari sudut pandang teknik dan ekonomi. Hasilnya menunjukkan bahwa magnet ini tidak hanya efektif dalam mencapai fusi, tetapi juga berpotensi dibuat dengan biaya yang wajar.
“Ini pada dasarnya mengubah biaya per watt reaktor fusi hampir 40 kali lipat dalam satu hari,” kata Dennis Whyte, mantan direktur Pusat Sains Plasma dan Fusi MIT, dalam sebuah rilis. “Now fusion has a chance.”
Meskipun penelitian MIT menjanjikan, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum energi fusi menjadi kenyataan. Para ilmuwan perlu mengatasi tantangan teknis lainnya, seperti mempertahankan plasma dalam keadaan stabil untuk waktu yang lama dan mengembangkan metode yang efisien untuk menghasilkan listrik dari panas yang dihasilkan oleh fusi.
Diperkirakan masih diperlukan puluhan tahun penelitian dan pengembangan sebelum pembangkit listrik tenaga fusi yang layak secara komersial dapat beroperasi. Namun, terobosan MIT dengan magnet REBCO memberikan harapan baru bahwa mimpi fusi nuklir dapat menjadi kenyataan.
Tags: Energi, fusi nuklir, IEEE, magnet superkonduktor, MIT, reaktor nuklir, REBCO, tokamak