Perusahaan AS memvalidasi desain pembangkit listrik fusi nuklir berkapasitas 1,1 GW untuk menghasilkan listrik sebesar 400 MW
Commonwealth Fusion Systems (CFS) telah memverifikasi asumsi inti fisika plasma untuk pembangkit listrik fusi ARC yang akan datang setelah studi peer-review yang diterbitkan dalam Journal of Plasma Physics. Penelitian tersebut mengonfirmasi bahwa desain reaktor ARC selaras dengan fisika yang diketahui, sehingga memungkinkan perusahaan mengalihkan fokusnya ke rekayasa perangkat keras yang mendetail. Reaktor ARC adalah tokamak, mesin berbentuk donat yang menggunakan medan magnet untuk mengurung bahan bakar plasma super panas. Desain ini meningkatkan teknologi magnet superkonduktor suhu tinggi (HTS) yang digunakan di SPARC, tokamak demonstrasi energi bersih yang saat ini sedang dibangun di Massachusetts. Karena kedua mesin tersebut memiliki tata letak desain yang serupa, data teknis dari SPARC akan ditransfer langsung untuk menyempurnakan pabrik ARC komersial. Untuk menyediakan listrik yang stabil Menurut model yang divalidasi, pembangkit listrik ARC akan menghasilkan sekitar 1,1 gigawatt (GW) daya fusi untuk menghasilkan 400 megawatt (MW) listrik bersih untuk jaringan listrik. Simulasi superkomputer desain ARC Versi 3A menetapkan spesifikasi intinya. “Radius utama pabrik ARC – jarak dari pusat tokamak ke bagian terpanas plasma yang ditempatkan di dalam wadah vakum berbentuk donat – akan menjadi sekitar 4,6 meter (15 kaki), naik dari 1,85 m di SPARC,” kata perusahaan itu dalam rilisnya. Digerakkan oleh magnet HTS, sistem ini akan mempertahankan medan magnet pada sumbu sebesar 11,4 tesla dan arus listrik plasma sebesar 12 megaamps. Untuk menyediakan listrik yang stabil, pembangkit listrik dirancang untuk beroperasi dengan pulsa fusi 15 menit diikuti dengan jeda 1 menit. Mengatasi tantangan utama fusi kurungan magnetik Studi ini juga menguraikan bagaimana desain ARC mengatasi tantangan teknik utama fusi kurungan magnetik. Pertama, untuk mengelola panas knalpot yang hebat dalam struktur kompak, ARC menggunakan sistem pengalih ganda memanjang di bagian atas dan bawah tokamak. Menyuntikkan sejumlah kecil gas neon atau argon akan mendinginkan tepi plasma hingga terlepas dari dinding bagian dalam. “Ini berarti plasma panas tidak menyentuh permukaan, melainkan “melepaskan”, yang berarti menciptakan bantalan gas yang relatif dingin yang melindungi dinding dari panas plasma,” jelas perusahaan tersebut. Kedua, rekayasa tersebut menyebabkan gangguan plasma, yang dapat menghentikan plasma bersuhu 150.000.000 derajat Celcius dalam hitungan milidetik dan menghasilkan kekuatan mekanis yang hebat. Daripada mencoba mencegah gangguan sepenuhnya, ARC dirancang untuk menangani sekitar satu gangguan per hari dan memulai kembali dengan cepat. Ketika gangguan terjadi, sistem akan menyuntikkan gas neon dan hidrogen untuk memancarkan energi secara aman sebagai cahaya, sementara magnet Kumparan Mitigasi Elektron Pelarian (Runaway Electron Mitigation Coil) khusus menyebarkan berkas elektron yang merusak. Ketiga, pemodelan menunjukkan bahwa ARC menjaga stabilitas plasma. Ia beroperasi dalam kondisi tenang yang menghindari ketidakstabilan magnetohidrodinamik yang kompleks, yang biasanya menurunkan penahanan panas, karena tidak memerlukan tekanan plasma yang tinggi dibandingkan dengan medan magnetnya. Insinyur CFS menggunakan kerangka simulasi ini untuk mengoptimalkan iterasi desain yang akan datang, menyesuaikan dimensi seperti lebar tokamak dan panjang divertor untuk menyempurnakan kinerja reaktor sebelum produksi dimulai.
Diterbitkan : 2026-06-04 13:21:00
sumber : interestingengineering.com
