Percobaan Fusi Nuklir AS Hasilkan Terobosan

The National Ignition Facility (NIF) Amerika Serikat (AS) baru saja mengumumkan kemajuan dalam teknologi fusi nuklirnya. Pada fasilitas fusi nuklir di California para peneliti menggunakan pengapian dari laser seukuran tiga lapangan sepak bola untuk menghasilkan energi.
Para ahli memfokuskan susunan raksasa mereka yang terdiri dari hampir 200 sinar laser ke sebuah titik kecil untuk menciptakan ledakan energi yang besar. Skala ini delapan kali lebih banyak daripada yang pernah mereka lakukan di masa lalu.
Dalam penelitian pengapian memang hanya berlangsung sangat singkat atau hanya 100 triliun detik, namun hal ini telah menciptakan kemajuan dalam penyalaan reaksi fusi. "Hasil ini merupakan kemajuan bersejarah untuk penelitian fusi kurungan inersia (inertial confinement fusion/ICF)," kata Kimberly Budil, Direktur Lawrence Livermore National Laboratory, California, sebuah lembaga yang menaungi tempat eksperimen National Ignition Facility pada bulan ini seperti dikutip Live Science edisi Rabu (18/8).
Percobaan pengapian ini diklaim berhasil karena energi yang dilepaskan oleh fusi melebihi yang ditembakkan oleh laser. Dalam proses yang ICF, sebanyak 192 energi sinar laser diarahkan pada kapsul kecil seukuran biji merica.
Di dalam kapsul terdapat deuterium dan tritium, yang merupakan bentuk berbeda dari unsur hidrogen yang dimampatkan, hingga 100 kali kepadatan timbal. Hasil reaksi dengan sinar laser mencapai panas 100 juta derajat Celsius jauh lebih panas dari inti Matahari yang hanya 15 juta derajat Celsius.
Hasil percobaan yang dilakukan pada 8 Agustus 2021 menghasilkan energi 1,35 megajoule (MJ) atau setara dengan 70 persen energi laser ditembakkan ke kapsul bahan bakar sebesar 1,9 MJ, dan menjadi hasil yang paling tinggi dari percobaan yang dilakukan beberapa negara dalam penelitian fusi nuklir.
"Ini adalah kemajuan besar untuk fusi dan untuk seluruh komunitas fusi," ungkap fisikawan di Lawrence Livermore National Laboratory yang terlibat dalam penelitian tersebut, Debbie Callahan kepada BBC News.
Kemajuan penelitian terbaru delapan kali lipat dari rekor NIF sebelumnya, yang dilakukan pada pada musim semi 2021, dan 25 kali lipat dari hasil eksperimen yang dilakukan pada 2018.
"Laju peningkatan keluaran energi sangat cepat, menunjukkan bahwa kita mungkin segera mencapai lebih banyak tonggak energi," kata Co-Director Centre for Inertial Fusion Studies di Imperial College London, Profesor Jeremy Chittenden.

Pembakaran Mandiri
Para ilmuwan NIF percaya bahwa mereka sekarang telah mencapai sesuatu yang disebut plasma pembakaran di mana reaksi fusi itu sendiri memberikan panas lebih banyak fusi dari energi yang ditembakan. Cara ini penting bagi proses pembakaran mandiri selanjutnya.
Callahan menuturkan, pembakaran mandiri sangat penting untuk mendapatkan hasil yang tinggi. Gelombang pembakaran harus merambat ke bahan bakar berkepadatan tinggi untuk mengeluarkan banyak energi fusi.
"Kami masih melakukan analisis dan simulasi untuk memastikan bahwa kami memahami hasilnya," ucap Callahan.
Sebagai eksperimen selanjut akan diulang kembali untuk memahami seberapa dapat metode yang diterapkan dapat direproduksi dan seberapa sensitif hasilnya terhadap perubahan kecil yang terjadi.
"Setelah itu, kami memiliki ide untuk meningkatkan desain ini dan kami akan mulai mengerjakannya tahun depan," ujar dia.
Chittenden menjelaskan energi untuk reaksi fusi dengan skala megajoule yang dilepaskan dalam percobaan memang mengesankan. Tetapi dalam prakteknya energi tersebut hanya setara dengan energi yang dibutuhkan untuk memanaskan ketel.
"Energi fusi yang jauh lebih tinggi dapat dicapai melalui pengapian jika kita dapat mencari cara untuk menahan bahan bakar bersama lebih lama, untuk memungkinkan lebih banyak reaksi pembakaran. Ini akan menjadi cakrawala berikutnya untuk fusi kurungan inersia," jalas dia.
Lebih jauh Chittenden menjelaskan, terdapat dua jenis reaksi pada energi nuklir yaitu fisi dan fusi. Pada fisi unsur kimia berat dipecah untuk menghasilkan yang lebih ringan, sementara fusi bekerja dengan menggabungkan dua elemen ringan untuk membuat yang lebih berat. hay/I-1