China Capai Tonggak Baru dalam Eksperimen “Matahari Buatan”
JAKARTA - China kembali mencatat kemajuan penting dalam pengembangan energi fusi nuklir. Para peneliti yang mengerjakan Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), atau yang kerap dijuluki sebagai “matahari buatan”.
China, berhasil mengoperasikan reaktor tersebut melampaui batas kepadatan plasma yang selama puluhan tahun membatasi eksperimen fusi di seluruh dunia. Pencapaian ini dinilai dapat meningkatkan efisiensi reaktor fusi di masa depan.
EAST merupakan reaktor tokamak yang berlokasi di Hefei dan menggunakan magnet superkonduktor untuk menahan plasma bersuhu sangat tinggi. Dalam prinsip fusi, semakin tinggi kepadatan plasma, semakin besar peluang terjadinya reaksi fusi.
Namun, pada sebagian besar tokamak, peningkatan kepadatan yang berlebihan justru memicu ketidakstabilan, menyebabkan plasma runtuh dan bersentuhan dengan dinding reaktor. Batas ini dikenal luas sebagai Greenwald limit.
Baca juga:
Tim peneliti EAST menilai bahwa masalahnya bukan semata-mata pada tingkat kepadatan plasma. Peneliti dari Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, menemukan bahwa batas kepadatan sangat berkaitan dengan masuknya pengotor ke dalam plasma, khususnya partikel logam yang terlepas dari dinding bagian dalam reaktor. Tungsten, material yang banyak digunakan pada perangkat fusi, diidentifikasi sebagai salah satu penyumbang utama pengotor tersebut.
Untuk memahami dan mengendalikan fenomena ini, para peneliti mengembangkan sebuah model bernama Boundary Plasma-Wall Interaction Self-Organization (PWSO). Model ini kemudian diuji langsung pada EAST dengan memadukan pemanasan electron cyclotron resonance serta metode startup gas bermuatan awal. Pendekatan tersebut terbukti mampu mengurangi dampak tungsten di tepi plasma.
Dengan tingkat pengotor yang lebih terkendali, plasma berhasil beroperasi dalam kondisi stabil yang oleh para peneliti disebut sebagai “zona bebas kepadatan”. Dalam kondisi ini, reaktor mampu melampaui batas kepadatan tradisional tanpa memicu gangguan atau ketidakstabilan. Hasil eksperimen juga menunjukkan kesesuaian yang kuat dengan prediksi model PWSO.
Temuan ini telah dipublikasikan dalam jurnal Science Advances dan dinilai memberikan panduan baru bagi perancangan reaktor fusi berkepadatan tinggi di masa depan. Meski pembangkit listrik fusi komersial masih menjadi target jangka panjang, pencapaian ini dianggap mampu menjawab salah satu tantangan praktis utama yang selama ini menghambat perkembangan teknologi fusi dengan pengurungan magnetik.