Ilustrasi Fusi Nuklir. Sumber: Pinterest.com
- Fusi nuklir adalah proses buatan manusia yang mereplikasi energi yang sama yang menggerakkan matahari
- Beberapa proyek fusi berada di AS, Inggris, dan Eropa. Prancis adalah rumah bagi Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional, di mana tiga puluh lima negara berkolaborasi – termasuk anggota utama China, Amerika Serikat, Uni Eropa, Rusia, India, Jepang, dan Korea Selatan
- Ilmuwan dan pakar sekarang perlu mencari cara untuk menghasilkan lebih banyak energi dari fusi nuklir dalam skala yang jauh lebih besar
Para ilmuwan di Fasilitas Pengapian Nasional Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah membuat sejarah dengan berhasil menghasilkan reaksi fusi nuklir yang menghasilkan perolehan energi bersih, sebuah terobosan yang dipuji oleh pejabat AS sebagai “pencapaian penting” dan “tonggak sejarah untuk masa depan energi bersih.”
Inilah yang perlu Sobat Heroes ketahui tentang bentuk baru energi nuklir yang pada akhirnya dapat menyalakan lampu Sobat Heroes dan membantu mengakhiri ketergantungan pada bahan bakar fosil.
Apa Itu Fusi Nuklir dan Mengapa Itu Penting?
Fusi nuklir adalah proses buatan manusia yang mereplikasi energi yang sama yang menggerakkan matahari. Fusi nuklir terjadi ketika dua atau lebih atom menyatu menjadi satu yang lebih besar, sebuah proses yang menghasilkan energi dalam jumlah besar sebagai panas.
Para ilmuwan di seluruh dunia telah mempelajari fusi nuklir selama beberapa dekade, berharap untuk membuatnya kembali dengan sumber baru yang menyediakan energi bebas karbon tanpa batas – tanpa limbah nuklir yang dihasilkan oleh reaktor nuklir saat ini. Proyek fusi terutama menggunakan unsur deuterium dan tritium – keduanya merupakan isotop hidrogen.
Deuterium dari segelas air, dengan sedikit tambahan tritium, dapat memberi daya pada sebuah rumah selama setahun. Tritium lebih langka dan lebih sulit diperoleh, meski bisa dibuat secara sintetis.
“Tidak seperti batu bara, Anda hanya membutuhkan sedikit hidrogen, dan itu adalah hal paling melimpah yang ditemukan di alam semesta,” kata Julio Friedmann, kepala ilmuwan di Carbon Direct dan mantan kepala teknolog energi di Lawrence Livermore. “Hidrogen ditemukan dalam air sehingga bahan yang menghasilkan energi ini sangat tidak terbatas dan bersih.”
Baca Juga:
- Pro Kontra Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir untuk Kesinambungan Ketahanan Energi Nasional
- ‘The Beast’ Joe Biden’s Car with Its Unique Nuclear Code
Bagaimana Fusi Berbeda dari Fisi Nuklir?
Ketika orang berpikir tentang energi nuklir, menara pendingin dan awan jamur mungkin muncul di benak Sobat Heroes, tetapi fusi sama sekali berbeda.
Sementara fusi menyatukan dua atau lebih atom, fisi adalah kebalikannya ; itu adalah proses pemisahan atom yang lebih besar menjadi dua atau lebih yang lebih kecil. Fisi nuklir adalah jenis energi yang menggerakkan reaktor nuklir di seluruh dunia saat ini. Seperti fusi, panas yang tercipta dari pemisahan atom juga digunakan untuk menghasilkan energi.
Nuklir adalah sumber energi tanpa emisi, menurut Departemen Energi . Tapi itu menghasilkan limbah radioaktif yang mudah menguap yang harus disimpan dengan aman dan membawa risiko keselamatan. Keruntuhan nuklir, meskipun jarang, telah terjadi sepanjang sejarah dengan dampak yang luas dan mematikan seperti di reaktor Fukushima dan Chernobyl.
Fusi nuklir tidak membawa risiko keamanan yang sama, dan bahan yang digunakan untuk menyalakannya memiliki waktu paruh yang jauh lebih pendek daripada fisi.
Bagaimana Tenaga Fusi Nuklir pada Akhirnya Bisa Menyalakan Lampu Di Rumah?
Ada dua cara utama untuk menghasilkan fusi nuklir, tetapi keduanya memiliki hasil yang sama. Menggabungkan dua atom menghasilkan panas yang luar biasa, yang memegang kunci untuk menghasilkan energi. Panas itu dapat digunakan untuk menghangatkan air, membuat uap, dan memutar turbin untuk menghasilkan tenaga – seperti halnya fisi nuklir menghasilkan energi.
Tantangan besar dalam memanfaatkan energi fusi adalah mempertahankannya cukup lama sehingga dapat menggerakkan jaringan listrik dan sistem pemanas di seluruh dunia. Terobosan AS yang berhasil adalah masalah besar, tetapi masih dalam skala yang jauh lebih kecil daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi yang cukup untuk menjalankan satu pembangkit listrik, apalagi puluhan ribu pembangkit listrik.
“Ini tentang apa yang diperlukan untuk merebus 10 ceret air,” kata Jeremy Chittenden, co-direktur Pusat Studi Inersia Fusion di Imperial College di London. “Untuk mengubahnya menjadi pembangkit listrik, kita perlu mendapatkan energi yang lebih besar – kita membutuhkannya jauh lebih banyak.”
Mengapa pengumuman DOE yang akan datang tentang reaksi fusi yang menghasilkan perolehan energi bersih penting?
Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan berhasil menghasilkan reaksi fusi nuklir yang menghasilkan perolehan energi bersih, alih-alih mencapai titik impas seperti yang telah dilakukan percobaan sebelumnya.
Meskipun masih banyak langkah lagi hingga ini dapat layak secara komersial, penting bagi para ilmuwan untuk menunjukkan bahwa mereka dapat menciptakan lebih banyak energi daripada yang mereka mulai. Kalau tidak, tidak masuk akal untuk dikembangkan.
“Ini sangat penting karena dari sudut pandang energi, ini tidak bisa menjadi sumber energi jika Anda tidak mengeluarkan lebih banyak energi daripada yang Anda masukkan,” kata Friedmann. “Terobosan sebelumnya memang penting, tetapi tidak sama dengan menghasilkan energi yang suatu hari nanti dapat digunakan dalam skala yang lebih besar.”
Di Mana Fusi Terjadi?
Beberapa proyek fusi berada di AS, Inggris, dan Eropa. Prancis adalah rumah bagi Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional, di mana tiga puluh lima negara berkolaborasi – termasuk anggota utama China, Amerika Serikat, Uni Eropa, Rusia, India, Jepang, dan Korea Selatan.
Di AS, sebagian besar pekerjaan dilakukan di National Ignition Facility di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California, di sebuah gedung seluas tiga lapangan sepak bola.
Proyek Fasilitas Pengapian Nasional menciptakan energi dari fusi nuklir dengan apa yang dikenal sebagai “fusi inersia termonuklir.” Dalam praktiknya, para ilmuwan AS menembakkan pelet yang mengandung bahan bakar hidrogen ke dalam susunan hampir 200 laser, yang pada dasarnya menciptakan serangkaian ledakan berulang yang sangat cepat dengan kecepatan 50 kali per detik. Energi yang dikumpulkan dari neutron dan partikel alfa diekstraksi sebagai panas.
Di Inggris dan proyek ITER di Prancis, para ilmuwan bekerja dengan mesin besar berbentuk donat yang dilengkapi dengan magnet raksasa yang disebut tokamak untuk mencoba menghasilkan hasil yang sama. Setelah bahan bakar dimasukkan ke dalam tokamak, magnetnya dihidupkan dan suhu di dalamnya dinaikkan secara eksponensial untuk menghasilkan plasma.
Plasma harus mencapai setidaknya 150 juta derajat Celcius, 10 kali lebih panas dari inti matahari. Neutron kemudian keluar dari plasma, menabrak “selimut” yang melapisi dinding tokamak, dan mentransfer energi kinetiknya sebagai panas.
- Fascinating! The Significance of Nuclear Power to India
- Pro Kontra Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir untuk Kesinambungan Ketahanan Energi Nasional
Apa Langkah Selanjutnya?
Ilmuwan dan pakar sekarang perlu mencari cara untuk menghasilkan lebih banyak energi dari fusi nuklir dalam skala yang jauh lebih besar.
Pada saat yang sama, mereka perlu mencari cara untuk akhirnya mengurangi biaya fusi nuklir sehingga dapat digunakan secara komersial.
“Saat ini kami menghabiskan banyak waktu dan uang untuk setiap eksperimen yang kami lakukan,” kata Chittenden. “Kita perlu menurunkan biaya dengan faktor yang sangat besar.”
Ilmuwan juga perlu memanen energi yang dihasilkan oleh fusi dan mentransfernya ke jaringan listrik sebagai listrik. Ini akan memakan waktu bertahun-tahun – dan mungkin puluhan tahun – sebelum fusi dapat menghasilkan energi bersih dalam jumlah tak terbatas, dan para ilmuwan berpacu dengan waktu untuk melawan perubahan iklim.
“Ini tidak akan memberikan kontribusi yang berarti bagi pengurangan iklim dalam 20-30 tahun ke depan,” kata Friedmann. “Inilah perbedaan antara menyalakan korek api dan membangun turbin gas.”
Referensi:
[1] Nuclear fusion: How long until this breakthrough discovery can power your house
