Peluncuran Aplikasi WorldRef- Mulai Monetisasikan Jaringan Profesional Anda

Apa yang ada di Aplikasi?

Terobosan besar dalam fusi nuklir telah membawa kita selangkah lebih dekat ke energi 'tak terbatas'

Energi

Berbagi adalah peduli

September 16th, 2021

Menciptakan sumber energi yang berkelanjutan dengan kapasitas yang hampir tidak terbatas, aman, ekonomis, dan ramah lingkungan. Para ilmuwan saat ini sedang mendorong untuk membuat reaktor fusi yang dapat menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dikonsumsi. Ini sepertinya mungkin.

 

By Greg De Temmerman

Associate peneliti di Mines ParisTech-PSL. Managing Director Zenon Research, Mines ParisTech


 

Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah mengumumkan terobosan besar dalam fusi nuklir, menggunakan laser yang kuat untuk menghasilkan 1.3 megajoule energi – sekitar 3% dari energi yang terkandung dalam 1kg minyak mentah.

 

Fusi nuklir telah lama dianggap sebagai energi masa depan – sumber tenaga “tak terbatas” yang tidak bergantung pada kebutuhan untuk membakar karbon. Tetapi setelah beberapa dekade penelitian, itu belum memenuhi janjinya yang menarik.

 

Seberapa dekat terobosan baru ini membawa kita ke hasil yang diinginkan? Berikut adalah gambaran singkat untuk menempatkan kemajuan ilmiah baru ini ke dalam perspektif.

 

Apa itu fusi nuklir?

 

Ada dua cara menggunakan energi nuklir: fisi, yang digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini, dan fusi.

 

Dalam fisi, atom uranium berat dipecah menjadi atom yang lebih kecil untuk melepaskan energi. Fusi nuklir adalah proses yang berlawanan: atom ringan diubah menjadi atom yang lebih berat untuk melepaskan energi, proses yang sama yang terjadi di dalam inti plasma Matahari.

 

Reaktor fusi memperkuat daya: reaksi yang dipicu harus menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk memanaskan plasma bahan bakar agar produksi energi terjadi – ini dikenal sebagai pengapian. Belum ada yang mengelola ini. Rekor saat ini dicapai pada tahun 1997 oleh Torus Eropa Bersama di Inggris, di mana 16 megawatt daya yang dihasilkan oleh fusi magnetik, tetapi butuh 23 megawatt untuk memicunya.

 

Di dalam ruang fusi tokamak DIII-D, San Diego, AS. Rswilcox, CC BY-SA
Di dalam ruang fusi tokamak DIII-D, San Diego, AS. Rswilcox, CC BY-SA

 

Ada dua cara yang mungkin untuk mencapai fusi nuklir: kurungan magnetik, yang menggunakan magnet kuat untuk mengurung plasma untuk jangka waktu yang sangat lama, dan kurungan inersia, yang menggunakan pulsa laser yang sangat kuat dan singkat untuk mengompresi bahan bakar dan memulai reaksi fusi.

 

Secara historis, fusi magnetik telah disukai karena teknologi yang dibutuhkan untuk fusi inersia, khususnya laser, tidak tersedia. Fusi inersia juga membutuhkan perolehan yang jauh lebih tinggi untuk mengimbangi energi yang dikonsumsi oleh laser.

 

kurungan inersia

 

Dua proyek inersia terbesar adalah National Ignition Facility di Lawrence Livermore National Laboratory di Amerika Serikat dan Laser MegaJoule di Prancis, yang aplikasinya terutama militer dan didanai oleh program pertahanan. Kedua fasilitas tersebut mensimulasikan ledakan nuklir untuk tujuan penelitian, meskipun National Ignition Facility juga melakukan penelitian tentang energi.

 

Fasilitas Pengapian Nasional menggunakan 192 sinar laser yang menghasilkan total 1.9 megajoule energi selama beberapa nanodetik untuk memicu reaksi fusi. Bahan bakar ditempatkan di dalam kapsul logam beberapa milimeter, yang, ketika dipanaskan oleh laser, memancarkan sinar-X yang memanaskan dan memampatkan bahan bakar.

 

Proses inilah yang, pada 8 Agustus 2021, mencapai produksi energi penting sebesar 1.3 megajoule, nilai tertinggi yang pernah dicatat oleh pendekatan inersia: yaitu, yang paling dekat dengan penyalaan.

 

Keuntungan keseluruhan 0.7 sama dengan rekor yang dicapai oleh Joint European Torus pada tahun 1997 menggunakan kurungan magnet, tetapi dalam kasus ini, bahan bakar menyerap energi 0.25 megajoule dan menghasilkan 1.3 megajoule: fusi, oleh karena itu, menghasilkan sebagian besar panas yang dibutuhkan untuk reaksi mendekati titik nyala.

 

Namun, reaktor harus mencapai keuntungan yang jauh lebih tinggi (lebih dari 100) agar menarik secara ekonomi.

 

kurungan magnetik

 

Pendekatan kurungan magnetik menjanjikan prospek pengembangan yang lebih baik dan dengan demikian merupakan rute pilihan untuk produksi energi sejauh ini.

 

Sebagian besar penelitian berfokus pada tokamak, reaktor fusi ditemukan di Uni Soviet pada 1960-an, di mana plasma dibatasi oleh medan magnet yang kuat.

 

ITER, reaktor demonstrasi yang sedang dibangun di selatan Prancis yang melibatkan 35 negara, menggunakan konfigurasi tokamak. Ini akan menjadi reaktor fusi terbesar di dunia, dan bertujuan untuk menunjukkan keuntungan 10 – plasma akan dipanaskan dengan daya 50 megawatt dan akan menghasilkan 500 megawatt. Plasma pertama sekarang secara resmi diharapkan pada akhir 2025, dengan demonstrasi fusi diharapkan pada akhir 2030-an.

 

Inggris baru-baru ini meluncurkan proyek STEP (Tokamak Bulat untuk Produksi Listrik), yang bertujuan untuk mengembangkan reaktor yang terhubung ke jaringan energi pada tahun 2040-an. China juga mengejar program ambisius untuk menghasilkan isotop tritium dan listrik pada tahun 2040-an. Akhirnya, Eropa berencana untuk membuka yang lain demonstran tokamak, DEMO, pada tahun 2050-an.

 

Konfigurasi lain yang disebut stellarator, seperti milik Jerman Wendelstein-7X, menunjukkan hasil yang sangat baik. Meskipun kinerja stellarator lebih rendah daripada yang dapat dicapai oleh tokamak, stabilitas intrinsiknya dan hasil terbaru yang menjanjikan menjadikannya alternatif yang serius.

 

Fusi masa depan

 

Sementara itu, proyek fusi nuklir swasta telah booming dalam beberapa tahun terakhir. Sebagian besar dari mereka membayangkan reaksi fusi dalam sepuluh hingga 20 tahun ke depan dan bersama-sama telah menarik $ 2 miliar dalam pendanaan melampaui sektor pembangunan tradisional.

 

Dua skenario penyebaran fusi nuklir yang berbeda, dibandingkan dengan fisi angin, matahari dan nuklir. Kredit foto: G De Temmerman, D Chuard, J -B. Rudelle untuk Zenon Research (Penulis disediakan)

 

Sementara inisiatif ini menggunakan teknologi inovatif lainnya untuk mencapai fusi dan dengan demikian dapat memberikan reaktor operasional dengan cepat, penggelaran armada reaktor di seluruh dunia pasti akan memakan waktu.

 

Jika pembangunan mengikuti jalur yang dipercepat ini, fusi nuklir dapat mencapai sekitar 1% dari permintaan energi global pada tahun 2060.

 

Jadi, meskipun terobosan baru ini menarik, perlu diingat bahwa fusi akan menjadi sumber energi untuk paruh kedua abad ini – paling cepat.

 

Artikel ini awalnya diterbitkan oleh Percakapan, Australia, pada tanggal 26 Agustus 2021, dan telah diterbitkan ulang sesuai dengan Lisensi Publik Internasional Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0. Anda bisa membaca artikel aslinya disini dan Ini awalnya diterbitkan di French. Pandangan yang diungkapkan dalam artikel ini adalah milik penulis sendiri dan bukan WorldRef.


 

Jelajahi layanan WorldRef untuk mempelajari bagaimana kami membuat ekspansi global Anda lebih mudah dan ekonomis!

Tenaga Panas dan Kogenerasi | Pertambangan dan Mineral | Pengendalian Polusi Udara | Sistem Penanganan Material | Pengolahan Air dan Air Limbah |

Peralatan Industri Bekas | Suku Cadang, Alat dan Barang Habis Pakai | Pengadaan Industri