Jepang mengembangkan sistem kelas dunia untuk memantau plasma fusi di 34 titik secara bersamaan
Para peneliti di Jepang telah mengembangkan sistem pengukuran plasma berbasis gelombang mikro yang mampu memantau plasma fusi secara bersamaan hingga 34 titik dalam jangka waktu lama, suatu kemampuan yang dapat meningkatkan pemantauan real-time yang diperlukan untuk reaktor fusi di masa depan. Sistem ini dikembangkan bersama oleh Mitsubishi Electric Corporation, Institute of Advanced Energy di Universitas Kyoto, dan National Institute for Fusion Science (NIFS). Hal ini berhasil didemonstrasikan menggunakan perangkat eksperimental fusi Heliotron J di Universitas Kyoto. Menurut tim, sistem baru ini memberikan kinerja kelas dunia dengan menggabungkan frekuensi sisir gelombang mikro dengan metode konversi sisir ganda, memungkinkan pengukuran yang stabil dan berdurasi panjang di seluruh pelepasan plasma. Para peneliti mengatakan teknologi ini dirancang untuk mendukung diagnostik plasma, yang penting untuk memantau perilaku fusi plasma yang mencapai suhu di atas 180 juta derajat Fahrenheit. Tidak seperti metode diagnostik konvensional yang mengharuskan peralatan diposisikan dekat dengan plasma, pengukuran berbasis gelombang mikro memungkinkan komponen utama tetap terpisah dari plasma, sehingga mengurangi paparan iradiasi neutron di dalam reaktor fusi di masa depan. Melacak plasma dengan tepat Fusion secara luas dipandang sebagai sumber potensial listrik bebas karbon, namun menjaga kestabilan plasma tetap menjadi salah satu tantangan teknis terbesar. Pengukuran waktu nyata memungkinkan peneliti memantau kondisi plasma dan menyesuaikan parameter operasi untuk mempertahankan reaksi fusi dengan aman dan efisien. Sistem diagnostik baru menggunakan gelombang mikro sisir frekuensi yang mengandung beberapa frekuensi dengan jarak yang sama. Ketika gelombang mikro memasuki plasma, mereka dipantulkan pada kerapatan elektron yang berbeda tergantung pada frekuensinya. Dengan menganalisis pergeseran frekuensi yang disebabkan oleh efek Doppler, peneliti dapat mengukur gerakan plasma di beberapa lokasi secara bersamaan. Tidak seperti sistem konvensional yang memantau lebih sedikit lokasi, pendekatan baru ini menggunakan beberapa frekuensi gelombang mikro pada saat yang bersamaan. Setiap frekuensi mencerminkan kerapatan elektron yang berbeda di dalam plasma, memungkinkan sistem mengumpulkan data dari beberapa wilayah secara bersamaan. Tergantung pada kondisi plasma, ia dapat memantau hingga 34 lokasi selama pelepasan. Sistem ini menggabungkan sisir frekuensi dengan 34 komponen frekuensi individual. Ia juga menggunakan teknik konversi sisir ganda yang mengubah sinyal gelombang mikro frekuensi tinggi menjadi sinyal frekuensi rendah yang lebih mudah diproses sekaligus mengurangi beban komputasi pada penerima. Hal ini memungkinkan pengukuran yang stabil di seluruh pelepasan plasma. Para peneliti mengintegrasikan pemancar gelombang mikro, penerima, dan komponen optik ke dalam perangkat fusi eksperimental Heliotron J. Pengujian mengkonfirmasi bahwa sistem dapat terus mengukur pergeseran frekuensi hingga 34 titik sambil menangkap perubahan kondisi plasma selama periode pengoperasian yang lama. Menuju reaktor komersial Ketiga organisasi telah berkolaborasi sejak tahun 2025 untuk memajukan teknologi pengukuran plasma berbasis gelombang mikro untuk sistem fusi masa depan. Di bawah proyek ini, Mitsubishi Electric mengembangkan sistem transmisi-penerimaan gelombang mikro dan platform pengukuran, Universitas Kyoto menghasilkan plasma kepadatan tinggi dan menganalisis perilaku plasma, sementara NIFS mengembangkan metode konversi sisir ganda dan berkontribusi pada analisis plasma. Jepang telah mengidentifikasi energi fusi sebagai teknologi strategis di bawah Strategi Inovasi Energi Fusi, yang mendorong kolaborasi antara industri, akademisi, dan pemerintah dengan tujuan menunjukkan pembangkit listrik fusi pada tahun 2030an. Diagnostik plasma yang andal dianggap sebagai persyaratan utama karena pengukuran langsung di dalam reaktor fusi menjadi semakin sulit seiring dengan meningkatnya suhu dan tingkat radiasi neutron. Ke depan, para mitra berencana untuk mengembangkan lebih lanjut teknologi kontrol plasma menggunakan gelombang mikro sisir frekuensi sambil membangun sistem pengukuran plasma yang lebih rinci. Mereka juga bertujuan untuk meningkatkan ketahanan lingkungan dari teknologi tersebut sehingga dapat tahan terhadap kondisi keras yang diperkirakan terjadi di dalam reaktor fusi komersial.
Diterbitkan : 2026-06-30 23:57:00
sumber : interestingengineering.com
