Mewadahi Matahari dalam Botol

Dunia telah berusaha menguasai sumber energi bersih tanpa batas ini sejak era '30-an. Kita saat ini telah lebih semakin mendekati penguasaan dari teknologi itu.

Dari sebuah bukit kecil di wilayah Provence, Prancis selatan, Anda dapat melihat dua Matahari. Satu Matahari telah menyala selama empat setengah miliar tahun dan sedang terbenam, dan Matahari yang lain sedang dibangun oleh ribuan pikiran dan tangan manusia, walau progresnya jauh lebih lambat.
Sinar Matahari selama ini telah memancarkan cahaya magis dan saat ini sebuah situs konstruksi besar yang dapat memecahkan krisis eksistensial terbesar dalam sejarah manusia.
Di sinilah, di komune kecil Saint-Paul-lez-Durance, 35 negara telah berkumpul untuk mencoba dan menguasai fusi nuklir, sebuah proses yang terjadi secara alami di Matahari, dan semua bintang, tetapi sangat sulit untuk ditiru di Bumi.
Fusi menjanjikan bentuk energi yang hampir tak terbatas yang tidak seperti bahan bakar fosil, tidak memancarkan gas rumah kaca dan tidak seperti tenaga fisi nuklir yang digunakan saat ini, tidak menghasilkan limbah radioaktif yang berumur panjang.
Menguasainya benar-benar dapat menyelamatkan umat manusia dari perubahan iklim, krisis yang kita buat sendiri. Jika dikuasai, energi fusi tidak diragukan lagi akan menggerakkan sebagian besar dunia. Hanya 1 gram bahan bakar sebagai input dapat menghasilkan setara dengan delapan ton minyak dalam tenaga fusi. Itu hasil yang menakjubkan dari 8 juta banding 1.
Pakar atom sulit memperkirakan kapan energi fusi mungkin tersedia secara luas, tetapi mereka kerap mengatakan mungkin sekitar 30 tahun lagi, dan kemungkinan itu mungkin benar akan terjadi.
Pada Februari, para ilmuwan di Desa Culham, dekat Oxford, Inggris, mengumumkan terobosan besar. Mereka menghasilkan dan mempertahankan rekor energi fusi 59 megajoule selama lima detik dalam mesin berbentuk donat raksasa yang disebut tokamak.
Energi itu hanya cukup untuk menyalakan satu rumah selama sehari, dan lebih banyak energi yang masuk ke dalam proses daripada yang keluar darinya. Namun itu adalah momen yang benar-benar bersejarah. Ini membuktikan bahwa fusi nuklir memang mungkin untuk dipertahankan di Bumi.
Ini adalah berita bagus untuk proyek di Prancis, Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional, yang lebih dikenal sebagai ITER. Tujuan utamanya adalah untuk membuktikan fusi dapat dimanfaatkan secara komersial. Jika bisa, dunia tidak akan menggunakan bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak dan gas, pendorong utama krisis iklim akibat ulah manusia.
Ada momentum besar di ITER sejak kesuksesan di Inggris. Tetapi orang-orang yang mengerjakan proyek ini juga mengalami perubahan besar. Direktur jenderal mereka, Bernard Bigot, meninggal karena sakit pada 14 Mei setelah memimpin ITER selama tujuh tahun. Sebelum kematiannya, Bigot membagikan optimisme tentang energi fusi.
"Energi adalah kehidupan. Secara biologis, sosial, ekonomi," kata Bigot. "Sejak revolusi industri, kita menggunakan bahan bakar fosil dan melakukan banyak kerusakan pada lingkungan. Saat ini, 8 miliar populasi tengah krisis iklim yang drastis," kata dia.
"Tidak ada alternatif selain menyapih diri kita sendiri dari sumber listrik utama kita saat ini. Dan pilihan terbaik tampaknya adalah yang telah digunakan alam semesta selama miliaran tahun," kata imbuh dia.
Meniru Matahari
Energi fusi diciptakan dengan memaksa dua partikel secara bersamaan yang secara alami saling tolak menolak. Setelah sejumlah kecil bahan bakar disuntikkan ke dalam tokamak, magnet raksasa diaktifkan untuk membuat plasma, wujud materi keempat, yang agak mirip gas yang bermuatan listrik.
Dengan menaikkan suhu di dalam tokamak ke tingkat yang sangat tinggi, partikel dari bahan bakar dipaksa untuk menyatu menjadi satu. Proses ini menciptakan helium dan neutron, yang massanya lebih ringan daripada bagian asalnya. Massa yang hilang berubah menjadi energi yang sangat besar. Neutron, yang mampu keluar dari plasma, kemudian menabrak "selimut" yang melapisi dinding tokamak, dan energi kinetiknya berpindah sebagai panas. Panas itu dapat digunakan untuk menghangatkan air, membuat uap, dan memutar turbin untuk menghasilkan tenaga.
Ini semua membutuhkan tokamak untuk mengandung panas yang serius. Plasma perlu mencapai setidaknya 150 juta derajat Celsius, 10 kali lebih panas dari inti Matahari. Ini menimbulkan pertanyaan: Bagaimana sesuatu di Bumi dapat menahan suhu setinggi itu?
Ini adalah salah satu dari banyak rintangan yang berhasil diatasi oleh generasi pencari energi fusi. Para ilmuwan dan insinyur merancang magnet raksasa untuk menciptakan medan magnet yang kuat untuk menahan panas.
Apa yang coba dilakukan oleh mereka dalam proyek ini pada dasarnya adalah meniru Matahari. Matahari adalah pabrik fusi abadi, terdiri dari bola plasma raksasa yang terbakar. Ini menggabungkan beberapa ratus ton hidrogen menjadi helium setiap detik.
Plasma sendiri adalah bahan penyusun 99,9 persen alam semesta, termasuk bintang, matahari kita, dan semua materi antarbintang. Di Bumi, plasma digunakan di televisi dan lampu neon, dan kita bisa melihatnya di kilat dan aurora.
Menghasilkan energi fusi itu sendiri sebenarnya bukanlah bagian yang sulit, kata beberapa ahli di ITER. Bagaimanapun juga, umat manusia telah melakukan reaksi fusi nuklir sejak penemuan bom-H. Tantangan utama adalah mempertahankannya. Tokamak di Inggris, yang disebut Joint European Torus (JET) hanya mampu menahan energi fusi selama lima detik, tetapi itu adalah waktu terlama yang digunakan mesin tersebut. Lebih dari lima detik di bawah panas seperti itu akan menyebabkan mesin meleleh.
Tetapi tujuan ITER bukanlah untuk benar-benar menggunakan energi untuk daya, tetapi untuk membuktikan bahwa ia dapat mempertahankan energi fusi lebih lama daripada yang dapat dilakukan JET. Sukses di sini berarti mesin skala komersial dapat mulai menghasilkan fusi di masa depan.
Sementara Matahari menggabungkan atom hidrogen untuk membuat helium, proyek JET menggunakan dua isotop hidrogen yang disebut deuterium dan tritium, yang juga akan digunakan ITER. Isotop ini berperilaku hampir identik dengan hidrogen, dalam hal susunan kimia dan reaksinya. SB/CNN/I-1

Waktu Hampir Habis

Skala dan ambisi proyek ITER mungkin tampak besar, tetapi setidaknya, ini merupakan respons proporsional terhadap kekacauan yang dibuat manusia di planet kita. Sejak 1973, penggunaan energi global meningkat lebih dari dua kali lipat. Pada akhir abad ini, mungkin benar-benar tiga kali lipat. Tujuh puluh persen dari semua emisi karbon dioksida ke atmosfer diciptakan melalui konsumsi energi manusia, dan 80 persen dari semua energi yang kita konsumsi berasal dari bahan bakar fosil.
Sekarang, Bumi sedang menuju tingkat pemanasan yang diterjemahkan menjadi gelombang panas yang lebih sering dan mematikan, kekeringan yang memicu kelaparan, kebakaran hutan, banjir, dan naiknya permukaan laut. Dampak krisis iklim semakin sulit untuk dibalik karena seluruh ekosistem mencapai titik kritis dan lebih banyak nyawa manusia dipertaruhkan.
Dunia sekarang berebut untuk mendekarbonisasi dengan cepat dan mempercepat transisinya dari bahan bakar fosil penghasil planet ke energi terbarukan seperti matahari, angin, dan tenaga air.
Beberapa negara beralih dengan mengandalkan energi fisi nuklir, yang rendah karbon tetapi memiliki risiko bencana yang kecil, tetapi tidak dapat diabaikan, masalah penyimpanan limbah radioaktif dan biaya tinggi.
Tetapi ada pertanyaan serius tentang apakah dunia dapat membuat transisi hijau ini cukup cepat untuk mencegah bencana perubahan iklim. Di situlah fusion bisa menjadi jawaban pamungkas.
Ketika mendiang fisikawan Stephen Hawking ditanya oleh Time pada 2010 mengenai penemuan ilmiah apa yang ingin dia lihat dalam hidupnya, dia menunjuk dengan tepat proses ini. "Saya ingin fusi nuklir menjadi sumber tenaga yang praktis. Ini akan memberikan pasokan energi yang tidak ada habisnya, tanpa polusi atau pemanasan global," kata dia.
Sejauh ini para ahli yang bekerja pada fusi nuklir telah mengatasi tantangan yang sangat besar dan begitu banyak, termasuk Bigot yang telah mendedikasikan seluruh kariernya untuk proyek ini.
Padahal di bawah kepemimpinannya, ekspektasi dan tenggat waktu juga direvisi menjadi lebih realistis. Plasma pertama sekarang diharapkan pada 2025, dan percobaan deuterium-tritium pertama diharapkan terjadi pada 2035, meskipun itu sekarang sedang ditinjau ulang, tertunda, yang sebagian karena masalah pandemi dan masalah rantai pasokan yang terus-menerus.
Namun Bigot tetap bersemangat dan optimis tentang potensi ITER sampai nafas terakhirnya.
"Fusi hidrogen satu juta kali lebih efisien daripada membakar bahan bakar fosil. Apa yang kami coba lakukan di sini sebenarnya, sangat mirip dengan menciptakan Matahari buatan kecil di Bumi," kata dia. "Pembangkit listrik fusi ini akan beroperasi sepanjang waktu. Matahari ini, bisa dikatakan, tidak akan pernah terbenam," pungkas dia. SB/CNN/I-1