Dijelaskan: Apa reaktor fusi eksperimental 'matahari buatan' China yang telah memecahkan rekor?

Selama 20 detik, 'matahari buatan' China TIMUR mencapai suhu puncak 288 juta derajat Fahrenheit, yang sepuluh kali lebih panas dari matahari. Apa itu EAST dan bagaimana cara kerjanya?

Perangkat Tokamak TIMUR dirancang untuk meniru proses fusi nuklir yang dilakukan oleh matahari dan bintang-bintang. (Foto: website ASIPP)

Eksperimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) China, yang meniru proses pembangkitan energi matahari, mencetak rekor baru setelah berlari pada suhu 216 juta derajat Fahrenheit (120 juta derajat Celcius) selama 101 detik, menurut media pemerintah. Selama 20 detik berikutnya, matahari buatan juga mencapai suhu puncak 288 juta derajat Fahrenheit (160 juta derajat Celcius), yang sepuluh kali lebih panas dari matahari.

Prestasi terbaru oleh para ilmuwan China adalah langkah signifikan dalam upaya negara itu untuk membuka energi bersih dan tak terbatas, dengan produk limbah minimal. Terobosan ini merupakan kemajuan yang signifikan, dan tujuan akhirnya harus menjaga suhu pada tingkat yang stabil untuk waktu yang lama, Li Miao, direktur departemen fisika di Universitas Sains dan Teknologi Selatan di Shenzhen, Cina, mengatakan kepada Global Waktu.

Buletin| Klik untuk mendapatkan penjelasan terbaik hari ini di kotak masuk Anda

Tetapi para ahli mengatakan masih ada jalan panjang untuk 'matahari buatan' eksperimental China. Menurut Lin Boquiang, direktur Pusat Penelitian Ekonomi Energi China di Universitas Xiamen, dibutuhkan beberapa dekade bagi reaktor yang berfungsi untuk muncul dari tahap eksperimennya.

Jadi, apa itu 'matahari buatan' China TIMUR?

Reaktor Eksperimental Superkonduktor Tokamak (EAST) adalah perangkat penelitian eksperimental fusi nuklir canggih yang terletak di Institut Fisika Plasma dari Akademi Ilmu Pengetahuan China (ASIPP) di Hefei, China. Tujuan dari matahari buatan adalah untuk meniru proses fusi nuklir, yang merupakan reaksi yang sama yang menggerakkan matahari.

EAST adalah salah satu dari tiga tokamak domestik utama yang saat ini dioperasikan di seluruh negeri. Selain dari TIMUR, China saat ini mengoperasikan reaktor HL-2A serta J-TEXT. Pada bulan Desember 2020, HL-2M Tokamak, perangkat penelitian eksperimental fusi nuklir terbesar dan tercanggih di Tiongkok, berhasil dihidupkan untuk pertama kalinya — tonggak penting dalam pertumbuhan kemampuan penelitian tenaga nuklir Tiongkok.

Sejak pertama kali beroperasi pada tahun 2006, EAST telah mencatat beberapa rekor selama kurungan plasma yang sangat panas. Proyek EAST merupakan bagian dari fasilitas International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), yang akan menjadi reaktor fusi nuklir terbesar di dunia ketika mulai beroperasi pada tahun 2035. Proyek ini mencakup kontribusi dari beberapa negara, antara lain India, Korea Selatan, Jepang, Rusia dan Amerika Serikat.

Bagaimana cara kerja 'matahari buatan' TIMUR?

Perangkat Tokamak TIMUR dirancang untuk meniru proses fusi nuklir yang dilakukan oleh matahari dan bintang-bintang. Fusi nuklir adalah proses di mana energi tingkat tinggi dihasilkan tanpa menghasilkan limbah dalam jumlah besar. Sebelumnya, energi dihasilkan melalui fisi nuklir — sebuah proses di mana inti atom berat dipecah menjadi dua atau lebih inti atom yang lebih ringan.

Sementara fisi adalah proses yang lebih mudah untuk dilakukan, itu menghasilkan jauh lebih banyak limbah nuklir. Tidak seperti fisi, fusi juga tidak mengeluarkan gas rumah kaca dan dianggap sebagai proses yang lebih aman dengan risiko kecelakaan yang lebih rendah. Setelah dikuasai, fusi nuklir berpotensi memberikan energi bersih tanpa batas dan biaya yang sangat rendah.

Agar fusi nuklir terjadi, panas dan tekanan yang luar biasa diterapkan pada atom hidrogen sehingga mereka menyatu. Inti deuterium dan tritium — keduanya ditemukan dalam hidrogen — dibuat menyatu bersama untuk menciptakan inti helium, neutron bersama dengan banyak energi.

Bahan bakar dipanaskan hingga suhu lebih dari 150 juta derajat C sehingga membentuk sup plasma panas dari partikel subatom. Dengan bantuan medan magnet yang kuat, plasma dijauhkan dari dinding reaktor untuk memastikan plasma tidak mendingin dan kehilangan potensinya untuk menghasilkan energi dalam jumlah besar. Plasma terbatas untuk jangka waktu yang lama untuk fusi berlangsung.

Apa rekor terbaru dan mengapa itu penting?

Reaktor EAST membuat rekor baru pada hari Jumat ketika mencapai suhu plasma 216 juta derajat Fahrenheit dan juga berhasil berjalan selama 20 detik pada 288 juta derajat Fahrenheit. Sebagai perbandingan, inti matahari hanya mencapai sekitar 15 juta derajat Celcius, yang berarti reaktor mampu menyentuh suhu yang 10 kali lebih panas dari itu.

Tujuan selanjutnya bagi para ilmuwan di balik reaktor eksperimental adalah mempertahankan suhu tinggi untuk jangka waktu yang lama. Sebelumnya, TIMUR telah mencapai rekor suhu 100 juta derajat Celcius pada 2018.

Ini adalah langkah ke arah yang benar sejauh menyangkut pembangunan hijau China, kata Lin Boquiang kepada Global Times. Ini lebih seperti teknologi masa depan yang sangat penting untuk dorongan pembangunan hijau China, katanya. Tapi sementara ini adalah perkembangan yang signifikan, Boquiang mengatakan masih ada tiga dekade yang baik sebelum China dapat melihat matahari buatan yang berfungsi penuh.

Tetapi Cina bukan satu-satunya negara yang telah mencapai suhu plasma tinggi. Pada tahun 2020, reaktor KSTAR Korea Selatan membuat rekor baru dengan mempertahankan suhu plasma lebih dari 100 juta derajat Celcius selama 20 detik.

Bagikan Dengan Temanmu: