Seperti apa rasanya menciptakan matahari buatan di Bumi? Apa yang tampak seperti mimpi yang jauh tentang masa depan, sebuah proyek yang terlalu fantastis untuk dipahami, sebenarnya sudah berlangsung. Itu datang dalam bentuk kekuatan fusi — suatu bentuk kekuatan yang sedang dipandang sebagai solusi untuk semua masalah energi dan lingkungan utama kita saat ini.

Reaktor eksperimental seperti ITER (The Way dalam bahasa Latin) dan JT-60SA (Super Advanced) sudah dibangun melalui kerja sama internasional dan koordinasi berbagai negara, termasuk Jepang. Fusi akan menjadi mimpi yang menjadi kenyataan, sumber energi bebas karbon berskala besar, yang secara inheren aman. Di sini, kita menuju ke garis depan sumber energi “idaman” ini untuk mengetahui detail dari proyek-proyek futuristik ini.

Takuma Wakatsuki, Kelompok Eksperimen Plasma Lanjutan, Laboratorium Plasma Lanjutan, Institut Naka Fusion, Direktorat Energi Fusion, Institut Nasional untuk Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Quantum dan Radiologi Hideki Kajitani, Grup Pengembangan Magnet Superkonduktor, Divisi Proyek ITER, Institut Naka Fusion, Direktorat Energi Fusion, Institut Nasional untuk Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Quantum dan Radiologi serta Yusuke Ishii, Departemen Desain & Rekayasa Sistem Lanjut, Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, menyatakan, suatu bentuk kekuatan yang sangat efisien, aman, ramah lingkungan, dengan pasokan bahan bakar yang hampir tidak pernah habis: Bagaimana cara kerja fusi?

“Segala sesuatu di alam semesta terdiri dari atom, dan atom-atom ini sendiri terdiri dari inti dan elektron. Ketika inti ini saling bertabrakan dengan kecepatan sangat tinggi, mereka berfusi menjadi atom yang lebih berat, di dalam proses yang disebut fusi. Reaksi fusi yang terjadi di antara inti hidrogen di matahari adalah sumber panas dan cahaya — panas dan cahaya yang sama yang dinikmati manusia setiap hari,” jelas Yusuke.

Pembangkit listrik tenaga nuklir tradisional menggunakan energi panas dari fisi, yang membutuhkan bahan bakar selama beberapa tahun untuk disimpan di reaktor dan batang kendali agar dapat mengendalikan laju reaksi berantai nuklir. Energi dihasilkan dengan mengonsumsi bahan bakar sedikit demi sedikit dari waktu ke waktu.

“Di sisi lain, reaktor fusi hanya membutuhkan jumlah bahan bakar yang cukup untuk mempertahankan reaksi fusi saja. Jika pasokan bahan bakar dihentikan, reaksinya berhenti. Sekalipun banyak bahan bakar dimasukkan ke dalam reaktor, bahan bakar itu sendiri akan secara drastis mendinginkan plasma*, yang secara otomatis akan menghentikan reaksi. Fusi, dengan desainnya sendiri, tidak memungkinkan untuk suatu reaksi pelepasan,” kata Wakatsuki.

Terlebih lagi, fusi tidak menghasilkan limbah radioaktif tingkat tinggi (fisi menghasilkan limbah tingkat tinggi) dan merupakan proses “bersih”, karena tidak memancarkan CO2. Seolah itu tidak cukup, deuterium, salah satu sumber bahan bakar fusi, dapat diproduksi oleh air elektrolisis, yang berarti itu hampir tidak ada habisnya.

Suatu bentuk kekuatan yang sangat efisien, aman, ramah lingkungan, dengan pasokan bahan bakar yang hampir tidak ada habisnya. Ini, tentu saja, adalah mimpi yang menjadi kenyataan. Lalu mengapa mimpi itu tidak terwujud?

Nah, reaktor fusi lebih kompleks daripada apa pun yang pernah dibangun dalam sejarah manusia, dan perkembangannya – yang saat ini sedang berlangsung – membutuhkan hasil dari berbagai teknologi mutakhir. Misalnya, untuk menghasilkan fusi, pertama-tama Anda harus mengubah bahan bakar hidrogen menjadi plasma dengan memisahkan elektron dari inti. Plasma ini perlu dibuat dalam ruang hampa dan dipanaskan hingga suhu lebih dari 100 juta derajat Celcius. Plasma juga harus terkandung dan dikendalikan di dalam reaktor dengan menggunakan medan magnet yang kuat. Menghasilkan medan magnet ini secara stabil membutuhkan penggunaan gulungan superkonduktor.

Komponen yang digunakan dalam reaktor fusi sangat besar, namun memerlukan toleransi dimensi dalam urutan milimeter. Reaktor fusi, dalam arti tertentu, adalah kumpulan dari berbagai teknologi mutakhir.

Ada proyek di seluruh dunia yang sekarang sedang berjalan untuk membuat fusi menjadi kenyataan, yang disebut ITER (“The Way” dalam bahasa Latin) – penantang dunia energi, jika Anda mau, dengan tujuh entitas anggota (Jepang, Uni Eropa, Rusia, AS, Korea, Cina, dan India) bekerja bersama untuk membangun reaktor eksperimental di Saint-Paul-lez-Durance di Prancis selatan.

Jepang beertanggung jawab dalam pengembangan dan perakitan gulungan superkonduktor, yang akan menghasilkan medan magnet kuat yang dibutuhkan untuk menampung plasma — langkah penting dalam proses fusi. Kami bertanya sedikit kepada Kajitani dari QST dan Ishii dari Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation mengenai proyek internasional yang luas ini.

“Di ITER, setiap anggota memiliki peran dalam hal pengadaan peralatan yang dibutuhkan untuk membangun mesin ITER yang sebenarnya. Saat ini, kami sedang mengembangkan dan membuat komponen dalam persiapan untuk First Plasma (mulai operasi) pada tahun 2025. Dari komponen-komponen ini, kami bekerja bersama Toshiba pada produksi gulungan superkonduktor, khususnya, kumparan medan toroidal (TF), yang merupakan komponen sangat penting dalam reaktor fusi. Gulungan TF adalah struktur besar, tinggi 16,5 meter, lebar 9 meter, dan berat 300 ton,” jelsnya.

Toshiba telah terlibat dalam pengembangan teknologi fusi sejak tahun 1970-an. Perseroan terlibat dari tahap desain, dan telah membuat kemajuan berarti dalam hal desain dan pembuatan teknologi ini. “Kami telah bekerja dengan QST dalam membangun perangkat fusi JT-60 (Breakeven Plasma Test Facility), serta penggantinya, JT-60SA (Super Advanced). Kami sedang berupaya untuk meningkatkan teknologi superkonduktor yang telah kami kembangkan, sementara juga menyempurnakan penanganan panas presisi tinggi untuk konduktor dalam gulungan TF untuk ITER, proses pengukuran untuk struktur skala besar, dan teknologi permesinan kami,” ungkap dia.

www.swa.co.id