Proyek ‘matahari buatan’ yang dilakukan China terus mengalami perkembangan signifikan. Proyek yang dibuat berdasarkan pada fusi nuklir itu, memberi peluang China dan dunia di masa mendatang memiliki sumber energi tak terbatas tanpa menghasilkan sisa limbah.
Proyek ‘Matahari buatan’ China yang terbesar di dunia memecahkan semua rekor karena menghasilkan plasma yang sangat panas selama tujuh menit pada malam 12 April 2023. Fusi nuklir didasarkan pada gagasan bahwa energi dapat dilepaskan dengan menyatukan inti atom daripada memisahkannya, seperti dalam reaksi fisi yang menggerakkan pembangkit listrik tenaga nuklir.
Dalam sebuah terobosan, Tokamak Superkonduktor Eksperimental Lanjutan (EAST) di kota Hefei, China timur, memproduksi dan mempertahankan plasma selama 403 detik, mengalahkan rekor sebelumnya 101 detik yang dicapai pada 2017, China Global Television Network (CGTN) melaporkan.
Mengutip EurAsian Times, laporan tersebut mencatat bahwa lompatan kuantum dicapai setelah lebih dari 120.000 lari. Pencapaian baru-baru ini merupakan langkah signifikan lainnya menuju pengembangan reaktor fusi termonuklir yang sangat efektif dengan harga terjangkau.
Selain itu, diharapkan dapat berfungsi sebagai landasan eksperimental yang penting untuk operasi Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional (ITER) dan pengembangan serta pengoperasian reaktor fusi independen China.
Tujuan utama EAST, yang berbasis di Institut Fisika Plasma di bawah Akademi Ilmu Pengetahuan China (ASIPP) di Hefei, adalah untuk menghasilkan fusi nuklir yang mirip dengan Matahari menggunakan bahan yang berlimpah di laut untuk menawarkan aliran energi bersih yang berkelanjutan.
Dalam wawancara eksklusif dengan Xinhua, Direktur ASIPP Song Yuntao menyatakan bahwa makna utama terobosan ini terletak pada mode kurungan tinggi. Dia mengklaim bahwa operasi plasma pengurungan tinggi secara signifikan meningkatkan suhu dan kepadatan partikel, meletakkan dasar bagi pembangkit listrik fusi di masa depan untuk menghasilkan lebih banyak listrik dengan murah dan efisien. Menurut Yuntao, upaya tersebut membentuk landasan yang kuat untuk meningkatkan kelayakan teknologi dan finansial reaktor fusi.
Pada Januari 2022, negara itu sebelumnya mencetak rekor ketika memanaskan satu lingkaran plasma ke suhu lima kali lebih panas dari matahari selama lebih dari 17 menit. Saat itu, reaktor fusi nuklir EAST mempertahankan suhu 158 juta derajat Fahrenheit (70 juta derajat Celsius) selama 1.056 detik.
Pada bulan Januari tahun ini, Institut Ilmu Fisika Hefei, Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS) mengumumkan bahwa demonstrasi terobosan dari skenario operasi plasma baru yang disebut Super I-Mode dibuat pada EAST.
Dengan menggunakan medan magnet untuk memanaskan gas bermuatan plasma yang terdiri dari elektron dan ion hidrogen yang bergerak bebas hingga suhu 70 juta derajat Celcius, proses pemecahan rekor mampu menahan energi tinggi baik di tepi plasma maupun lebih jauh di dalam plasma.
‘Matahari buatan’ menggunakan elemen mentah yang hampir tidak terbatas di Bumi, tidak seperti bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak, dan gas alam, yang persediaannya sedikit dan memiliki dampak lingkungan yang merugikan secara signifikan. Energi fusi dianggap sebagai energi pamungkas untuk masa depan umat manusia karena lebih aman dan lebih bersih.
Matahari buatan di Bumi
Selama lebih dari 70 tahun, para peneliti telah bekerja untuk memanfaatkan kekuatan fusi nuklir, yang digunakan bintang-bintang, termasuk matahari, untuk membakarnya. Apa yang disebut bintang deret utama dapat menghasilkan energi dalam jumlah besar tanpa memancarkan gas rumah kaca atau limbah radioaktif yang bertahan lama dengan menggabungkan atom hidrogen untuk menciptakan helium pada tekanan dan suhu yang sangat tinggi. Tapi sulit untuk menduplikasi keadaan di dalam inti bintang.
Tokamak, jenis reaktor fusi yang paling populer, beroperasi dengan memanaskan plasma ke suhu yang sangat tinggi (salah satu dari empat keadaan materi, terdiri dari ion positif dan elektron bebas bermuatan negatif), kemudian mengurungnya di dalam ruang reaktor dengan bidang magnet yang kuat.
Sementara para ilmuwan sedang mengerjakannya, bagaimana menangani plasma yang cukup panas untuk melebur telah terbukti menjadi salah satu penghalang utama. Karena mereka seharusnya berfungsi pada tekanan yang jauh lebih rendah daripada di mana fusi secara alami terjadi di dalam inti bintang, reaktor fusi harus bekerja pada suhu yang sangat tinggi – beberapa kali lebih panas dari matahari.
Elemen yang secara teknis sulit adalah menemukan teknik untuk membatasi plasma agar tidak terbakar melalui dinding reaktor (dengan laser atau medan magnet) tanpa merusak proses fusi. Menurut laporan media pemerintah China, salah satu rute yang paling menjanjikan untuk mengendalikan fusi nuklir adalah EAST, yang mulai berjalan pada tahun 2006.
EAST melakukan lebih dari 120.000 percobaan untuk mencapai tonggak sejarah terbaru. Sejak mulai beroperasi, EAST telah berfungsi sebagai tempat pengujian gratis bagi ilmuwan China dan asing untuk melakukan eksperimen dan penelitian terkait fusi.
China juga merupakan anggota reaktor fusi terbesar di dunia, yang dijuluki Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional (ITER), yang saat ini sedang dikembangkan di Prancis. Ditujukan untuk membangun reaktor demonstrasi fusi pertama di dunia, China telah menyelesaikan desain teknik Reaktor Uji Rekayasa Fusi China (CFETR) masa depan, yang dipandang sebagai matahari buatan generasi berikutnya. Setelah selesai sekitar tahun 2035, CFETR akan menghasilkan panas yang sangat besar dengan keluaran daya puncak hingga dua gigawatt.
Mengutip Newsweek, ITER adalah megaproyek fusi nuklir internasional yang berbasis di Perancis. Ini adalah kolaborasi internasional yang belum pernah terjadi sebelumnya dari 35 negara termasuk Amerika Serikat, China, 27 negara Uni Eropa, Inggris Raya, Swiss, India, Jepang, Republik Korea, dan Rusia. Reaktor ini diharapkan mampu menghasilkan energi bersih menggunakan proses yang sama dengan bahan bakar Matahari.
Tujuan utama dari proyek ini adalah untuk menunjukkan bahwa ia dapat menghasilkan energi yang jauh lebih banyak daripada energi yang disuplai untuk memulai proses reaksi, menghasilkan peningkatan daya. Eropa bertanggung jawab atas bagian terbesar dari biaya konstruksi – sekitar 45 persen – sedangkan negara-negara lainnya masing-masing menyumbang sekitar 9 persen. Negara-negara itu juga berkontribusi pada proyek ITER dengan mengirimkan komponen, sistem, atau infrastruktur bangunan yang telah selesai.
