Energi Tak Terbatas Makin Dekat? China Berhasil Operasikan “Artificial Sun” di Luar Batas Fisika Lama
- Gizmochina
Tim dari Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences (ASIPP) mengajukan hipotesis revolusioner: batas densitas bukanlah batas fundamental plasma itu sendiri, melainkan akibat kontaminasi dari dinding reaktor.
Mereka menemukan bahwa partikel logam terutama tungsten (logam tahan panas yang digunakan untuk melapisi dinding tokamak) terlepas saat suhu ekstrem dan masuk ke tepi plasma. Kehadiran tungsten ini:
- Mendinginkan tepi plasma secara lokal
- Memicu ketidakstabilan arus
- Mempercepat keruntuhan medan magnet
Dengan kata lain, bukan densitas yang berbahaya tapi kotoran yang dihasilkan saat densitas tinggi.
Solusi Cerdas: Model PWSO dan Teknik Pemanasan Baru
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mengembangkan model teoretis baru bernama Boundary Plasma-Wall Interaction Self-Organization (PWSO). Model ini menjelaskan bagaimana plasma dan dinding reaktor berinteraksi secara dinamis, dan bagaimana sistem bisa mencapai keadaan stabil meski dengan densitas tinggi asalkan kontaminasi logam dikendalikan.
Mereka lalu menguji teori ini di EAST menggunakan dua teknik inovatif:
- Electron Cyclotron Resonance Heating (ECRH): pemanasan plasma dengan gelombang mikro berfrekuensi tinggi yang lebih presisi
- Pre-charged gas startup: metode inisialisasi plasma dengan gas inert yang mengurangi pelepasan partikel logam di awal operasi
Hasilnya luar biasa: plasma memasuki zona stabil yang disebut “density free zone”, beroperasi jauh di atas Batas Greenwald tanpa disrupsi. Data eksperimen sesuai hampir sempurna dengan prediksi model PWSO.
Implikasi Global: Jalan Baru Menuju Reaktor Fusi Komersial
Pencapaian ini memiliki dampak luas:
- Desain reaktor fusi masa depan (seperti ITER atau DEMO) bisa dioptimalkan untuk densitas lebih tinggi
- Efisiensi energi meningkat karena lebih banyak reaksi fusi per satuan volume
- Biaya operasional turun karena frekuensi disrupsi berkurang
- Material dinding reaktor perlu direvisi untuk meminimalkan pelepasan logam
Prof. Gong Xianzu, salah satu peneliti utama, menyatakan:
“Kami tidak hanya melanggar batas kami memahami mengapa batas itu ada, dan bagaimana mengelolanya. Ini adalah pergeseran paradigma dalam fisika fusi.”
Tantangan yang Masih Ada: Fusi Komersial Masih Jauh
Meski terobosan ini monumental, energi fusi komersial masih puluhan tahun lagi. Tantangan besar lainnya meliputi:
