Tokamak adalah perangkat yang digunakan dalam fusi dengan pengurungan magnetik. Dalam reaksi ini, medan magnet yang kuat digunakan untuk mengontrol dan menampung plasma bahan bakar fusi panas di teras reaktor. Plasma dipanaskan sampai suhu tinggi dengan injeksi sinar netral atau pemanasan frekuensi radio. Tujuan utamanya adalah mempertahankan keadaan plasma yang stabil di mana reaksi fusi dapat terjadi terus menerus, menyediakan sumber energi yang tidak terbatas.
Sebuah studi baru-baru ini oleh para ilmuwan dari Laboratorium Nasional Oakridge (ORNL), Laboratorium Fisika Plasma Princeton (PPPL) dan Tokamak Energy Ltd menandai terobosan besar dalam penelitian energi fusi. Tim mencapai suhu hampir 100 juta derajat Celcius, yang diperlukan untuk pembangkit listrik fusi untuk menghasilkan energi komersial.
Selain itu, mereka mencapai suhu tinggi dalam tokamak kompak, yang belum pernah dilakukan sebelumnya!
Dalam studi ini, para ilmuwan berfokus pada peningkatan kondisi pengoperasian tokamak sferis medan tinggi (ST) yang disebut ST40. Dibandingkan dengan perangkat termonuklir lainnya, perangkat ST40 dibedakan dari ukurannya yang lebih kecil dan plasma berbentuk bola.
Tim tersebut menggunakan pendekatan yang serupa dengan yang digunakan pada 1990-an di TFTR tokamak, yang menghasilkan daya fusi lebih dari 10 juta watt. ST40 beroperasi dalam medan magnet toroidal (berbentuk donat) dengan intensitas tepat di atas 2 Tesla.
Untuk memanaskan plasma, tim menggunakan 1,8 juta watt partikel netral berenergi tinggi. Meskipun pelepasan plasma, atau periode ketika reaksi termonuklir terjadi secara aktif, hanya berlangsung 0,15 detik, suhu ion di inti mencapai lebih dari 100 juta derajat Celcius.
Untuk mengukur suhu ion, tim menggunakan kode transpor TRANSP yang dikembangkan di PPPL. Kode ini berguna karena memperhitungkan profil temperatur terukur dari pengotor dan deuterium, bahan bakar utama yang digunakan dalam reaktor fusi.
Mereka menemukan bahwa kisaran suhu untuk pengotor melebihi 8,6 keV (sekitar 100 juta derajat Celcius), sedangkan kisaran suhu untuk deuterium mendekati nilai ini. Temuan ini menunjukkan bahwa metode pemanasan yang digunakan dalam percobaan efektif dalam mencapai suhu tinggi yang diinginkan.
Hasilnya memberikan optimisme untuk pengembangan pembangkit listrik termonuklir di masa depan berdasarkan tokamak bola kompak dengan medan tinggi. Kemajuan ini dapat mengarah pada solusi yang lebih efisien dan layak secara ekonomi di bidang energi fusi, menawarkan jalur yang menjanjikan untuk produksi energi yang berkelanjutan dan bersih.
Baca juga: