"Matahari Buatan" China Sukses Capai Suhu 120 Juta Derajat Celcius Selama Lebih Dari 100 Detik
Pada 28 Mei 2021 kemarin, para ilmuwan China kembali sukses memecahkan rekor dunia dalam hal pengembangan reaktor fusi nuklir dimana perangkat uji coba fusi nuklir atau tokamak milik China yakni Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) di kota Hefei sukses mempertahankan plasma bertemperatur lebih dari 100 juta derajat celcius dalam waktu yang lebih lama dari rekor sebelumnya.
Tepatnya, "Matahari Buatan" China kali ini sukses mencapai suhu 120 juta derajat celsius selama 101 detik.
Rekor ini sebelumnya dipegang oleh Korea Selatan pada November 2020 lalu dimana tokamak mereka yakni Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) berhasil mempertahankan suhu plasma 100 juta derajat celsius selama 20 detik.
Selain itu, dalam uji coba tanggal 28 Mei 2021 tersebut, operasi EAST juga berhasil mencapai suhu plasma tertingginya yakni 160 juta derajat celsius selama 20 detik.
Sebagai perbandingan, suhu inti Matahari sekitar 15 juta derajat celcius yang artinya, suhu "Matahari Buatan" China ini 10 kali lebih panas dari inti Matahari. Suhu 100 juta derajat celsius sendiri diperkirakan ilmuwan sebagai suhu minimum untuk menjalankan reaksi fusi di Bumi.
EAST dibangun di kota Hefei pada tahun 2003 silam dan mulai beroperasi pada tahun 2006. Namun operasi EAST baru bisa mencapai suhu minimum plasma 100 juta derajat celsius pada tahun 2018 lalu yang berhasil mempertahankan suhu tersebut selama 10 detik.
Cara Kerja Tokamak si "Matahari Buatan"
Tokamak sering disebut sebagai "Matahari Buatan" karena cara kerjanya sama seperti cara kerja Matahari dalam menghasilkan energi yakni dengan melakukan reaksi fusi nuklir, reaksi dimana dua inti atom bergabung membentuk satu inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi dalam jumlah besar.
Untuk menciptakan reaksi fusi tersebut di Bumi, isotop gas hidrogen, deuterium dan tritium yang diekstrak dari air laut ditempatkan di dalam ruang vakum tokamak yang berbetuk donat lalu yang kemudian dipanaskan hingga berubah wujud menjadi plasma yang hanya tersusun atas sekumpulan ion dan elektron, reaksi penggabungan deuterium dan tritium tersebut akan menghasilkan helium.
Bagaimana Tokamak Bisa Bertahan di Suhu Sangat Tinggi Tanpa Meleleh?
Listrik dan magnet sangat erat kaitannya (elektromagnet). Artinya, muatan yang bergerak seperti elektron dalam plasma juga dapat berperilaku sebagai magnet dan dipengaruhi oleh medan magnet.
Untuk itu, Tokamak menggunakan magnet superkonduktif yang mengelilingi ruang kerjanya untuk menjaga plasma panas yang dihasilkan tetap mengambang dan tidak menyentuh dinding ruang Tokamak.
Apa Tujuan EAST Maupun Tokamak-tokamak Lainnya? Jawabannya: Sumber Energi Masa Depan
Baik EAST, KSTAR, dan proyek tokamak lainnya bertujuan untuk mewujudkan pembangkit listrik tenaga fusi nuklir atau reaktor fusi nuklir yang digadang-gadang akan menjadi sumber utama energi di masa depan.
Berbeda dengan bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak, dan gas alam yang terancam habis dan merusak lingkungan, "bahan mentah" yang dibutuhkan untuk menjalankan reaktor fusi nuklir hanya berupa air laut yang sangat melimpah di Bumi dan benar-benar bebas polusi karena tidak ada emisi gas rumah kaca dan buangan radioaktif yang dihasilkan oleh reaktor fusi.
Selain itu, energi yang dihasilkan reaktor fusi jauh lebih besar dibandingkan pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Deuterium dalam satu liter air laut diperkirakan dapat menghasilkan jumlah energi yang setara dengan 300 liter bensin.
Penggunaan reaktor fusi juga lebih aman dibanding reaktor fisi yang saat ini digunakan di dunia sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir karena terhindar dari risiko keamanan seperti yang ada pada reaktor fisi seperti kebocoran karena bencana alam atau sebab lainnya.
Namun, ada rintangan besar yang harus dihadapi para ilmuwan untuk mewujudkannnya, yakni sulitnya mempertahankan kestabilan plasma yang suhunya ratusan juta derajat celcius dalam waktu yang lama. Inilah alasan kenapa ujicoba tokamak menargetkan untuk dapat mempertahankan plasma panas dalam waktu lama.
Pengembangan reaktor fusi sejauh ini masih dalam tahap pengembangan sampai benar-benar terealisasi pada saatnya. Saat ini, sedang dibangun megaproyek internasional tokamak terbesar di dunia bernama ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) yang terletak di Perancis yang melibatkan 35 negara, termasuk China. Jadi selain untuk pengembangan reaktor fusi nuklir di China, secara tidak langsung, EAST juga bertindak sebagai tempat menguji coba teknologi yang bisa diterapkan di ITER.
ITER akan mulai beroperasi pada tahun 2025 mendatang dan diharapkan dengan adanya ITER ini dapat mempercepat pengembangan reaktor fusi yang akan menjadi opsi sumber energi terbarukan di masa depan.
Referensi
[1]http://www,xinhuanet,com/english/2021-05/28/c_139975997.htm
[2]https://news,cgtn,com/news/2021-05-28/China-s-artificial-sun-sets-new-world-record-10DkBZ6ceha/index.html
[3]https://phys,org/news/2020-12-korean-artificial-sun-world-sec-long.amp
[4] https://warstek,com/tokamak/
[5] https://wonders,physics,wisc,edu/plasma-tube/
[6]https://www,abc,net,au/news/2020-04-08/future-tense-nuclear-fusion-sustainable-power-promise/12114948
[7] https://www,iter,org/proj/inafewlines#1.