Reaktor fusi nuklir Tiongkok telah mencapai rezim bebas kepadatan, dengan plasma tetap stabil bahkan dengan peningkatan kepadatan.
Eksperimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) milik Tiongkok, yang sering disebut sebagai “matahari buatan”, telah mencapai tonggak penting dalam penelitian fusi nuklir dengan mempertahankan plasma stabil pada kepadatan yang melebihi ambang batas teoretis sudah lama berdiri. Para ilmuwan mengatakan terobosan ini dapat membantu mendekatkan energi fusi ke penggunaan praktis, meskipun pembangkit listrik komersial masih membutuhkan waktu beberapa tahun lagi.
Menurut pernyataan dari Akademi Ilmu Pengetahuan China, EAST berhasil mempertahankan plasma, suatu materi yang sangat panas dan bermuatan listrik, pada kepadatan sebelumnya. dianggap terlalu tidak stabil untuk operasi berkelanjutan. ITU belajar diterbitkan pada 1 Januari di jurnal Science Advances.
“Hasilnya menunjukkan jalur praktis dan terukur untuk memperluas batas kepadatan tokamak dan perangkat fusi generasi berikutnya,” kata Ping Zhu, profesor di Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok dan salah satu penulis utama studi tersebut.
Fusi nuklir secara luas dipandang sebagai a sumber energi bersih yang potensial praktis tidak terbatas. Berbeda dengan bahan bakar fosil, fusi nuklir tidak menghasilkan emisi karbon dan, dibandingkan dengan fisi nuklir, menghasilkan lebih sedikit limbah radioaktif tahan lama. Fusi memberi kekuatan pada Matahari dengan memaksa atom-atom ringan bergabung menjadi atom-atom yang lebih berat, sehingga melepaskan sejumlah besar energi dalam prosesnya. Namun, mereproduksi kondisi ini di Bumi terbukti sangat menantang.
Reaktor fusi perlu memanaskan plasma ke suhu yang lebih tinggi dari inti Matahari dan mengurungnya cukup lama agar atom-atom dapat bertabrakan dan berfusi. EAST adalah tokamak, reaktor pengurung magnetik berbentuk donat yang dirancang untuk menjaga kestabilan plasma dalam jangka waktu lama. Meskipun belum ada tokamak yang mencapai penyalaan fusi, yaitu reaksi mandiri, EAST telah melakukannya meningkatkan kinerja Anda selalu.
Salah satu kendala utama adalah Batasi de Greenwaldambang kepadatan di mana plasma biasanya menjadi tidak stabil dan menghentikan reaksi fusi. Kepadatan plasma yang lebih tinggi diinginkan karena meningkatkan kemungkinan tumbukan atom dan mengurangi energi yang dibutuhkan untuk penyalaan.
Menurut Sains Langsungdengan hati-hati mengontrol tekanan awal bahan bakar gas dan cara elektron menyerap pemanasan gelombang mikro, para peneliti EAST menstabilkan plasma pada kepadatan antara 1,3 dan 1,65 kali Batas Greenwald. Ini jauh di atas rentang operasi reaktor yang biasa.
Meskipun fasilitas lain telah melampaui Batas Greenwald, termasuk tokamak DIII-D di Amerika Serikat, eksperimen EAST mencapai rezim baru yang dikenal sebagai “rezim bebas kepadatan“. Dalam keadaan ini, plasma tetap stabil bahkan dengan peningkatan kepadatan, menguatkan teori yang disebut pengorganisasian mandiri dinding plasma. Teori tersebut menunjukkan bahwa interaksi yang seimbang antara plasma dan dinding reaktor dapat mencegah ketidakstabilan.
Penemuan ini diharapkan dapat berkontribusi pada proyek fusi di masa depan, termasuk Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional (ITER), yang sedang dibangun di Perancis. ITER, sebuah kolaborasi global yang melibatkan Tiongkok, Amerika Serikat, dan mitra lainnya, bertujuan untuk menunjukkan reaksi fusi yang berkelanjutan dan diperkirakan akan memulai operasi skala penuh pada tahun 2039.
