Terobosan fusi nuklir Inggris: Alat AI yang dapat menyelesaikan perhitungan rumit dalam hitungan detik membawa kita selangkah lebih dekat menuju energi bersih tanpa batas

Energi bersih tanpa batas selangkah lebih dekat untuk menjadi kenyataan, menyusul terobosan fusi nuklir terbaru.

Para ilmuwan dari Inggris dan Austria telah mengembangkan cara baru AI alat yang dapat mensimulasikan plasma super panas di dalam reaktor fusi.

Alat tersebut, yang dijuluki GyroSwin, menyelesaikan perhitungan dalam hitungan detik yang biasanya memakan waktu berhari-hari di superkomputer paling kuat di dunia.

Hal ini dapat membantu para ilmuwan memahami cara memanfaatkan kekuatan energi fusi yang tidak dapat diprediksi dan membangun reaktor pertama yang berfungsi di dunia.

Reaktor fusi meniru proses yang ditemukan di jantung mataharidi mana atom hidrogen dihancurkan dan digabungkan menjadi helium.

Namun untuk membuat miniatur bintang di Bumi membutuhkan pemanasan plasma hingga sekitar 100.000.000°C dan menjaganya tetap panas dan padat cukup untuk terjadinya fusi.

Karena tidak ada bahan yang mampu menahan suhu ini, plasma terperangkap oleh medan magnet yang kuat di dalam alat berbentuk donat yang disebut tokamak.

Dengan bantuan simulasi GyroSwin, para insinyur harus mampu menyempurnakan medan magnet ini untuk menciptakan reaksi fusi yang stabil.

Fusi nuklir mempunyai potensi untuk menciptakan sumber energi bersih yang hampir tak ada habisnya, dan sebelumnya telah digambarkan sebagai ‘cawan suci’ oleh para ilmuwan.

Dua jenis hidrogen – deuterium dan tritium – merupakan satu-satunya bahan bakar yang dibutuhkan, sedangkan satu-satunya produk sampingannya adalah helium.

Ini berarti tidak ada tumpukan limbah radioaktif atau emisi gas rumah kaca yang bertahan lama yang dapat merusak planet ini.

Masalahnya adalah untuk mewujudkan reaktor fusi, kita harus memanfaatkan kekuatan yang paling tidak terduga di alam semesta.

Plasma super panas tidak mengalir dalam lingkaran yang rapi; ia memantul dan beriak dalam proses yang dikenal sebagai turbulensi.

Co-pencipta GyroSwin Dr Fabian Paischer, dari Universitas Johannes Kepler di Linz, mengatakan kepada Daily Mail: ‘Plasma bocor keluar dari sangkar magnetnya karena turbulensi, yang berarti ia kehilangan potensi terjadinya reaksi fusi.’

Oleh karena itu, reaksi fusi cenderung berlangsung sangat singkat.

Faktanya, rekor reaksi berkelanjutan saat ini masih ada hanya dalam 43 detik!

Untuk menjaga reaksi fusi berlangsung tanpa batas waktu, para ilmuwan memerlukan simulasi yang sangat akurat tentang bagaimana turbulensi terbentuk dalam berbagai kondisi.

Karena dinamika di dalam plasma sangat kompleks, Anda tidak dapat menggunakan jenis simulasi yang sama seperti yang kita gunakan untuk memprediksi cuaca atau aliran cairan.

Simulasi terbaik saat ini melacak partikel plasma dalam lima dimensi: tiga untuk lokasinya, satu untuk kecepatannya, dan satu untuk arahnya relatif terhadap medan magnet.

Namun, simulasi ini membutuhkan waktu berhari-hari untuk diselesaikan, meskipun simulasi tersebut dijalankan pada superkomputer terbaik dunia.

GyroSwin, yang dikembangkan oleh Otoritas Energi Atom Inggris (UKAEA), Universitas Johannes Kepler di Linz dan perusahaan Austria Emmi AI, menawarkan solusi berbeda.

Para ilmuwan pertama kali menjalankan simulasi yang sangat akurat – namun mahal dan lambat – pada superkomputer tradisional.

Hasil simulasi tersebut kemudian digunakan untuk melatih AI agar dapat belajar memprediksi hubungan halus antara sebab dan akibat.

Setelah pelatihan selesai, GyroSwin dapat melewati perhitungan rumit dan membuat prediksi tentang hasil simulasi dalam hitungan detik, bukan hari.

Jenis ‘model pengganti AI’ ini bukanlah hal baru, namun apa yang membuat GyroSwin begitu menarik adalah betapa akuratnya model tersebut.

Dr Paischer mengatakan: ‘GyroSwin adalah model pertama yang benar-benar memodelkan turbulensi plasma penuh dengan segala keindahannya dan dalam berbagai skala.

‘Pendekatan sebelumnya hanya mencoba memodelkan turbulensi dalam bentuk yang lebih kecil, yang berarti pendekatan tersebut selalu mengabaikan informasi penting untuk membuat prediksi lebih efisien dengan mengorbankan akurasi.’

Yang penting, model tersebut sudah mulai menunjukkan tanda-tanda menangkap sifat fisika yang mendasari turbulensi plasma.

Meskipun AI masih memerlukan beberapa simulasi tradisional untuk terus meningkatkan pelatihannya, AI dapat mempercepat produksi reaktor nuklir yang berfungsi.

Rob Akers, Direktur Program Komputasi di UKAEA, mengatakan kepada Daily Mail: ‘Pengembangan fusi sangat berulang, dan desain yang kredibel memerlukan simulasi dalam jumlah yang sangat besar.

‘Memotong waktu penyelesaian dari hitungan hari menjadi hitungan detik dapat mempercepat putaran desain dan eksplorasi “bagaimana jika” secara dramatis.

‘Ini tidak akan menyelesaikan masalah fusi dengan sendirinya, namun secara material dapat mempercepat siklus rekayasa – yang merupakan hal yang Anda perlukan dalam jalur menuju mesin fusi yang berfungsi.’

Dalam bentuknya yang sekarang, GyroSwin adalah bukti konsep, namun para peneliti berencana untuk memperluasnya ke skenario yang lebih praktis.

Tujuannya adalah menggunakan AI untuk memandu reaktor fusi yang sudah berjalan atau akan segera dibangun.

Itu bisa termasuk tokamak eksperimental Peningkatan MAST sedang dibangun di dekat Oxfordatau proyek STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) andalan Inggris, yang bertujuan untuk membangun prototipe reaktor yang berfungsi pada tahun 2040-an.

Meskipun reaktor fusi yang nyata dan berfungsi penuh masih berada dalam ranah fiksi ilmiah, terobosan mendasar ini membawanya sedikit lebih dekat dengan kenyataan.