Partikel hantu dapat mengungkap rahasia produksi bahan pembuat bom di reaktor fusi
Salah satu nilai jual terbesar energi fusi adalah bahwa ia dianggap berbeda dari tenaga nuklir tradisional. Berbeda dengan reaktor fisi saat ini, yang mengandalkan bahan bakar uranium dan menghasilkan bahan yang dapat dikaitkan dengan program senjata nuklir, mesin fusi sering digambarkan sebagai alternatif yang lebih bersih dan aman. Namun, ketika pemerintah dan perusahaan menggelontorkan miliaran dolar untuk membuat fusi menjadi layak secara komersial, beberapa peneliti mengajukan pertanyaan penting: Bagaimana seseorang dapat memastikan bahwa pabrik fusi di masa depan digunakan persis seperti yang diiklankan? Hal ini penting karena “sistem tenaga fusi pada prinsipnya dapat digunakan untuk membuat sejumlah besar bahan fisil,” catat para peneliti. Sebuah studi baru menunjukkan antineutrino, partikel kecil yang dihasilkan dalam reaksi nuklir, dapat bertindak sebagai saksi independen terhadap apa yang terjadi di dalam reaktor fusi. Jika ide ini berjalan sesuai harapan, pengawas di masa depan mungkin dapat melihat upaya untuk memproduksi bahan-bahan yang berhubungan dengan senjata tanpa membuka reaktor atau mengganggu operasinya. Ketika energi bersih menimbulkan pertanyaan keamanan yang tidak terduga Kebanyakan desain fusi yang sedang dikembangkan bergantung pada reaksi antara dua bentuk hidrogen yang disebut deuterium dan tritium. Ketika inti atom ini bergabung, mereka melepaskan sejumlah besar energi. Mereka juga melepaskan neutron yang bergerak cepat, yang penting untuk mengekstraksi energi tersebut dan mengubahnya menjadi listrik. Namun neutron tersebut tidak peduli bagaimana penggunaannya. Jika uranium-238 ditempatkan di dekat reaksi fusi, sebagian neutron dapat diserap oleh uranium. Melalui serangkaian transformasi nuklir, uranium pada akhirnya bisa menjadi plutonium-239, salah satu bahan yang dapat digunakan dalam senjata nuklir. Kemungkinan ini tidak berarti bahwa reaktor fusi adalah pabrik senjata rahasia. Memproduksi plutonium dengan cara ini memerlukan tindakan yang disengaja. Namun para pembuat kebijakan umumnya lebih memilih untuk merancang perlindungan sebelum suatu teknologi tersebar luas dibandingkan setelahnya. “Mendemonstrasikan metode untuk memastikan deteksi tepat waktu terhadap skenario penyalahgunaan seperti itu akan sangat berharga sebagai bagian dari upaya untuk menjamin penggunaan sistem energi fusi secara damai,” kata penulis penelitian. Tantangannya adalah menemukan metode pemantauan yang dapat mengungkapkan apa yang terjadi di dalam reaktor secara andal tanpa mengganggu atau tidak praktis secara teknis. Mendengarkan partikel yang tidak dapat dibungkam Penulis penelitian menyelidiki apakah antineutrino dapat memberikan kemampuan pemantauan tersebut. Antineutrino adalah salah satu partikel yang paling sulit dipahami dalam ilmu pengetahuan. Triliunan melewati tubuh manusia setiap detik tanpa meninggalkan jejak. Karena interaksinya sangat lemah dengan materi, secara realistis mereka tidak dapat dihalangi oleh dinding, pelindung, atau penghalang lainnya. Properti itu mengubahnya menjadi sumber informasi yang unik. Jika produksi plutonium terjadi di dalam reaktor fusi, reaksi nuklir yang terlibat akan menghasilkan sinyal antineutrino yang khas. Pada prinsipnya, sinyal tersebut dapat mengungkap aktivitas yang mungkin coba disembunyikan oleh operator. Para peneliti menggunakan simulasi komputer untuk menguji apakah sinyal seperti itu dapat dideteksi dalam praktiknya. Mereka memodelkan antineutrino yang diharapkan dari reaksi penghasil plutonium dan membandingkannya dengan sumber kebisingan lain, termasuk sinyal yang dihasilkan selama operasi normal reaktor dan partikel yang datang dari luar angkasa. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa perbedaannya harus dapat diukur. Menurut penelitian tersebut, detektor yang relatif kompak hanya dapat mendeteksi produksi beberapa kilogram plutonium dalam waktu sekitar 30 hari. Dalam salah satu skenario patokan yang diperiksa oleh para peneliti, produksi 8 kilogram plutonium dalam sebulan menghasilkan sinyal antineutrino yang kuat dan mudah dideteksi. Jumlah ini cukup kecil untuk memberikan peringatan dini bahwa sesuatu yang tidak biasa sedang terjadi. “Hasil kami mengonfirmasi bahwa detektor antineutrino berukuran sedang pun harus mampu mendeteksi keberadaan material subur selama pengoperasian dengan cara yang andal dan tepat waktu,” tambah penulis penelitian. Yang tidak kalah pentingnya, detektor tersebut tidak perlu ditempatkan di dalam kompleks reaktor. Hal ini karena antineutrino bergerak melalui materi hampir tanpa hambatan; sistem pemantauan dapat beroperasi dari luar fasilitas, sehingga tidak terlalu mengganggu operator reaktor. Membangun buku peraturan sebelum reaktor tiba Tidak ada pembangkit listrik fusi deuterium-tritium komersial yang ada saat ini, yang berarti saat ini tidak ada fasilitas yang dapat menguji pendekatan tersebut dalam kondisi operasi penuh. Oleh karena itu, para peneliti lebih mengandalkan simulasi daripada pengukuran di dunia nyata. Keterbatasan tersebut juga menyoroti mengapa penelitian ini penting saat ini. Pengembang fusi masih berupaya membuktikan bahwa reaktor mereka dapat menghasilkan listrik secara ekonomis. Jika berhasil, pemerintah dan lembaga internasional pada akhirnya memerlukan kerangka kerja untuk memantau teknologi tersebut. Menciptakan perlindungan seperti itu setelah ratusan reaktor sudah beroperasi akan jauh lebih sulit. Penelitian baru ini tidak memecahkan setiap pertanyaan seputar keamanan fusi, namun menawarkan cara praktis untuk memverifikasi bahwa reaktor masa depan hanya melakukan apa yang seharusnya mereka lakukan. Studi ini dipublikasikan di jurnal Physical Review Applied.
Diterbitkan : 2026-06-14 16:48:00
sumber : interestingengineering.com
