Di Matahari, hal ini terjadi setiap saat: atom-atom bergabung, yaitu reaksi fusi termonuklir terjadi, sebagai akibatnya sejumlah energi yang tak terbayangkan dilepaskan. Para ilmuwan telah lama memimpikan energi semacam itu, dan di Bumi ini dapat diperoleh dengan menciptakan reaksi fusi termonuklir terkontrol.
Namun sejauh ini belum memungkinkan untuk mendapatkannya.
Setelah berakhirnya Perang Dunia II, para ilmuwan di seluruh dunia berusaha mencapai ini.
Dengan bantuan reaktor eksperimental di Rusia, AS, Inggris, Jepang, dan banyak negara lain, proses fusi termonuklir jangka pendek diperoleh, tetapi di mana-mana lebih banyak energi digunakan untuk mempertahankan proses ini daripada mendapatkan energi itu sendiri, jelas Søren Bang Korsholm, peneliti senior di Universitas Teknik Denmark (Søren Bang Korsholm).
Di masa depan yang jauh
Ilmuwan Denmark dan rekan-rekannya di Departemen Fisika Universitas Teknik berpartisipasi dalam proyek ilmiah global, yang pada tahun 2025 akan memungkinkan penerapan proses fusi termonuklir yang efisien - mis. lebih banyak energi akan dialokasikan daripada dihabiskan untuk mendapatkannya. Namun demikian, diyakini bahwa kita tidak akan dapat melihat pembangkit listrik beroperasi berdasarkan prinsip fusi termonuklir selama bertahun-tahun.
“Baru pada lima puluhan abad ini, energi pembangkit listrik fusi termonuklir dapat digunakan di jaringan listrik. Bagaimanapun, ini adalah pedoman untuk program fusi termonuklir Eropa,”katanya.
Video promosi:
Terlepas dari keterpencilan prospeknya, banyak ilmuwan, seperti Søren, secara serius bekerja pada masalah energi fusi termonuklir. Dan ada alasan bagus untuk ini. Untuk pembangkit listrik yang beroperasi berdasarkan prinsip fusi termonuklir, dibutuhkan bahan bakar nuklir dalam jumlah yang sangat kecil, di samping itu, pembangkit listrik tersebut tidak memiliki emisi CO2 dan zat berbahaya lainnya.
Energi ramah lingkungan murah
Saat Anda mengisi daya ponsel cerdas Anda hari ini, 24% listrik dalam kasus ini berasal dari stasiun termal berbahan bakar batu bara. Ini adalah produksi energi yang berat dan tidak terlalu ramah lingkungan.
“Untuk menghasilkan listrik satu gigawatt, pembangkit listrik tenaga batu bara harus membakar 2,7 juta ton batu bara setiap tahun. Dan stasiun fusi hanya membutuhkan 250 kilogram bahan bakar nuklir untuk mencapai efek yang sama. 25 gram bahan bakar nuklir cukup untuk pembangkit listrik seperti itu untuk memasok energi ke satu orang Denmark seumur hidupnya,”kata Søren Bang Korsholm.
Tidak seperti batu bara, fusi tidak mengeluarkan CO2 dan karenanya tidak mempengaruhi iklim.
"Satu-satunya limbah produksi 'langsung' dari energi fusi nuklir adalah helium, dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Ini berarti sekitar 200 kilogram helium untuk satu tahun penuh," jelasnya.
Namun, energi fusi memiliki masalah kecil. Di sini Anda tidak dapat melakukannya tanpa radioaktivitas sepenuhnya. "Permukaan bagian dalam reaktor menjadi radioaktif, tetapi ini adalah bentuk radioaktivitas yang menjadi aman setelah 100 tahun," kata ilmuwan tersebut. Kemudian bahan ini bisa digunakan kembali.
Bahan Bakar Nuklir yang Hampir Tak Berujung
Tidak seperti batu bara, bahan bakar untuk pembangkit listrik fusi tidak perlu digali dari bumi. Hal ini dapat diperoleh dengan pompa dari laut, karena energi fusi termonuklir diperoleh dengan menggunakan hidrogen berat (deuterium) yang diekstraksi dari air laut.
“Laut menyediakan bahan bakar nuklir yang akan cukup untuk konsumsi energi di seluruh dunia selama milyaran tahun. Oleh karena itu, kita tidak akan dibiarkan tanpa energi jika kita belajar menggunakan energi fusi termonuklir,”jelas Søren Bang Korsholm.
Selain hidrogen deuterium berat, para ilmuwan menggunakan hidrogen tritium superheavy di reaktor fusi. Itu tidak ada di alam, tetapi terbuat dari lithium, zat yang sama yang digunakan dalam baterai.
Di dalam reaktor, hidrogen berat dan super berat bergabung setelah suhu di dalam reaktor mencapai 200 juta derajat.
“Suhu di dalam reaktor sangat tinggi. Sebagai perbandingan, suhu inti Matahari hanya 15 juta derajat. Dengan cara ini, kami menciptakan suhu yang jauh lebih tinggi,”katanya.
Reaktor nuklir raksasa Prancis
Søren Bang Korsholm dan banyak rekannya di Universitas Teknik adalah peserta dalam proyek ITER internasional yang besar, di mana UE, AS, Cina, dan banyak negara lain bekerja sama untuk membangun reaktor fusi terbesar di dunia di selatan Prancis. Ini akan menjadi reaktor pertama dari jenisnya yang menyediakan lebih banyak energi daripada yang dikonsumsinya.
“ITER menurut proyek akan menghasilkan 500 megawatt, sedangkan untuk pemanasan dibutuhkan 50 megawatt. Ia mengkonsumsi sedikit lebih dari 50 megawatt energi karena kami menggunakan sebagian energi untuk pendinginan dan magnet, yang tidak diperhitungkan dalam kasus ini, tetapi memberikan surplus energi yang bagus di dalam reaktor itu sendiri,”jelasnya.
Menurut ilmuwan tersebut, reaktor tersebut akan segera siap dioperasikan.
“Pada tahun 2025 reaktor akan siap untuk pengujian pertama, setelah itu kami akan meningkatkannya hingga sepenuhnya siap pada tahun 2033,” kata Søren Bang Korsholm.
Menampilkan energi masa depan
Tetapi orang tidak boleh berpikir bahwa setelah proyek ITER selesai, listrik, yang digunakan lemari es kita, akan menjadi energi fusi termonuklir. Reaktor tidak akan menghasilkan listrik.
“ITER bukanlah pembangkit listrik. Reaktor tidak dibangun untuk menghasilkan listrik, tetapi untuk menunjukkan kemungkinan menggunakan fusi termonuklir sebagai sumber energi,”katanya.
Ilmuwan berharap proyek tersebut akan memiliki mitra komersial yang akan memperhatikan kemungkinan energi fusi termonuklir.
“Mungkin perusahaan energi besar dan perusahaan minyak akan mulai berinvestasi dalam energi fusi ketika mereka melihat potensinya. Dan siapa tahu, mungkin pembangkit listrik seperti itu akan muncul dalam waktu dekat,”kata Søren Bang Korsholm.
Pemberhentian selanjutnya adalah bulan
Jika para ilmuwan berhasil menciptakan pembangkit listrik yang efisien berdasarkan fusi termonuklir, maka banyak ide akan segera muncul tentang bagaimana mereka dapat ditingkatkan. Salah satu gagasan telah menyarankan penggunaan jenis bahan bakar yang berbeda, yang, bagaimanapun, tidak terlalu banyak di Bumi.
“Helium-3, yang melimpah di Bulan, memiliki keuntungan bahwa produk fusi dari plasma bereaksi lebih sedikit dengan dinding reaktor, sehingga dinding menjadi kurang radioaktif dan dapat memiliki umur yang lebih lama,” kata Søren Bang Korsholm.
Sejauh ini, mengekstraksi bahan bakar di Bulan dan mengirimkannya ke Bumi itu mahal. Tetapi mungkin energi fusi termonuklir akan sangat efisien sehingga biaya ini akan terbayar.
“Jika ada pemikiran tentang pengiriman bahan bakar dari bulan, maka pembangkit listrik fusi bisa menjadi sangat efisien,” ilmuwan menyimpulkan.
Jeppe Kyhne Knudsen, Jonas Petri, Lasse Dari
