Hefei – Tim peneliti dari Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) di China berhasil mencetak sejarah baru dalam pengembangan reaktor fusi nuklir atau yang kerap dijuluki sebagai ‘matahari buatan’.
Para ilmuwan dari Negeri Tirai Bambu tersebut sukses mengoperasikan reaktor melampaui batas kepadatan plasma atau plasma density limit. Selama puluhan tahun, batasan fisika ini menjadi tembok penghalang utama bagi eksperimen fusi global.
Keberhasilan ini digadang-gadang bakal mendongkrak efisiensi reaktor fusi di masa depan demi ambisi menciptakan sumber energi bersih tanpa batas.
Dalam cara kerjanya, reaktor EAST menggunakan medan magnet superkonduktor untuk mengurung plasma super panas guna menciptakan reaksi fusi. Secara teori, semakin tinggi kepadatan plasma, semakin banyak reaksi fusi dan energi yang dihasilkan.
Namun, mayoritas tokamak di dunia selama ini selalu membentur dinding pembatas yang dikenal sebagai ‘Limit Greenwald’. Jika ilmuwan memaksa mendorong kepadatan plasma melewati batas tersebut, plasma akan menjadi tidak stabil, pecah, dan berisiko merusak dinding bagian dalam reaktor.
Peneliti di Institut Fisika Plasma, Akademi Ilmu Pengetahuan China, mengungkapkan bahwa masalah ketidakstabilan ini bukan sekadar perkara seberapa padat plasma tersebut.
Menurutnya,
Pemicu utama kegagalan selama ini adalah masuknya zat pengotor atau impuritas ke dalam plasma. Hal itu khususnya disebabkan oleh partikel logam tungsten yang terkikis dari dinding bagian dalam reaktor.
Guna mengatasi kendala klasik ini, tim peneliti mengembangkan model baru bernama Boundary Plasma-Wall Interaction Self-Organization (PWSO). Melalui pemodelan ini, yang dikombinasikan dengan pemanasan resonansi siklotron elektron, mereka berhasil menekan dampak negatif tungsten pada ujung plasma.
Hasilnya, plasma mampu bergerak ke zona stabil yang disebut “density free zone” dan beroperasi melampaui batas tradisional tanpa memicu gangguan fatal.
Temuan yang telah diterbitkan dalam jurnal Science Advances ini memberikan cetak biru sekaligus panduan baru bagi rancangan reaktor fusi densitas tinggi di masa depan.
Kendati realisasi komersialisasi energi fusi nuklir masih membutuhkan waktu panjang, capaian teranyar China ini berhasil menyelesaikan salah satu tantangan praktis terbesar dalam metode pengurungan magnetik fusi.
