Ilmuwan AS Kini Mampu Bikin Miniatur Matahari, Jawaban Akan Energi Ramah Lingkungan

Foto: The New York Times

Teknologi.id - Para ilmuwan yang mempelajari energi fusi di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California mengumumkan pada hari Selasa bahwa mereka telah melewati tonggak sejarah yang telah lama ditunggu-tunggu dalam mereproduksi kekuatan matahari di laboratorium.

Temuan ini memicu kehebohan publik karena para ilmuwan selama beberapa dekade berbicara tentang bagaimana fusi, reaksi nuklir yang membuat bintang bersinar, dapat menyediakan sumber energi berlimpah di masa depan. Hasilnya diumumkan pada hari Selasa adalah reaksi fusi pertama di laboratorium yang benar-benar menghasilkan lebih banyak energi daripada yang diperlukan untuk memulai reaksi.

“Ini adalah contoh luar biasa dari kemungkinan yang terwujud, tonggak ilmiah yang dicapai, dan jalan menuju kemungkinan energi bersih. Dan pemahaman yang lebih mendalam tentang prinsip-prinsip ilmiah yang diterapkan di sini,” kata Arati Prabhakar, penasihat sains Gedung Putih, dalam konferensi pers pada Selasa pagi di Departemen Ilmu Pengetahuan. Markas besar Energy di Washington, DC.

Baca juga: Ilmuwan Berhasil Mengubah Serangga Mematikan Jadi Alat Bantu Vaksin

Jika fusi dapat digunakan dalam skala besar, itu akan menawarkan sumber energi tanpa polusi dan gas rumah kaca yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil dan limbah radioaktif berumur panjang yang berbahaya yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini, yang menggunakan pemisahan uranium untuk menghasilkan energi.

Di dalam matahari dan bintang, fusi terus menggabungkan atom hidrogen menjadi helium, menghasilkan sinar matahari dan kehangatan yang memandikan planet. Dalam reaktor eksperimental dan laboratorium laser di Bumi, fusi memenuhi reputasinya sebagai sumber energi yang sangat bersih.Namun, selalu ada peringatan yang mengganggu. Dalam semua upaya para ilmuwan untuk mengendalikan kekuatan fusi yang sulit diatur, eksperimen mereka menghabiskan lebih banyak energi daripada reaksi fusi yang dihasilkan.

Itu berubah pada pukul 1:03 pagi pada 5 Desember ketika 192 laser raksasa di Fasilitas Pengapian Nasional laboratorium meledakkan sebuah silinder kecil seukuran penghapus pensil yang berisi nubbin beku hidrogen yang terbungkus berlian.

Sinar laser masuk di bagian atas dan bawah silinder, menguapkannya. Itu menghasilkan serangan sinar-X ke dalam yang memampatkan pelet bahan bakar deuterium dan tritium seukuran BB, bentuk hidrogen yang lebih berat.

Dalam waktu singkat yang berlangsung kurang dari 100 triliun per detik, 2,05 megajoule energi — kira-kira setara dengan satu pon TNT — membombardir pelet hidrogen. Keluarlah aliran partikel-partikel neutron — produk fusi — yang membawa sekitar 3 megajoule energi, faktor perolehan energi sebesar 1,5 kali.Ini melewati ambang batas yang oleh para ilmuwan fusi laser disebut pengapian, garis pemisah di mana energi yang dihasilkan oleh fusi sama dengan energi laser yang masuk yang memulai reaksi.

"Anda melihat satu diagnostik dan Anda berpikir mungkin itu tidak nyata dan kemudian Anda mulai melihat semakin banyak diagnostik bergulir, menunjuk ke hal yang sama," kata Annie Kritcher, seorang fisikawan di Livermore yang menggambarkan meninjau data setelah percobaan. "Perasaan yang hebat."

Eksperimen yang sukses akhirnya memberikan tujuan pengapian yang dijanjikan ketika pembangunan Fasilitas Pengapian Nasional dimulai pada tahun 1997. Namun, ketika operasi dimulai pada tahun 2009, fasilitas tersebut hampir tidak menghasilkan fusi sama sekali, kekecewaan yang memalukan setelah investasi $3,5 miliar dari pemerintah federal. pemerintah.

Pada tahun 2014, para ilmuwan Livermore akhirnya melaporkan beberapa keberhasilan, tetapi energi yang dihasilkan sangat kecil — setara dengan yang dikonsumsi bola lampu 60 watt dalam lima menit. Kemajuan selama beberapa tahun berikutnya sedikit dan kecil.Kemudian, pada Agustus tahun lalu, fasilitas tersebut menghasilkan ledakan energi yang jauh lebih besar — ​​energi 70 persen lebih banyak daripada energi sinar laser.

Baca juga: Teknologi AI Sekarang Dapat Membunuh Kecoak

Dalam sebuah wawancara, Mark Herrmann, direktur program fisika dan desain senjata di Livermore, mengatakan para peneliti kemudian melakukan serangkaian eksperimen untuk lebih memahami kesuksesan Agustus yang mengejutkan, dan mereka bekerja untuk meningkatkan energi laser hingga hampir 10 persen dan meningkatkan desain target hidrogen.

Penembakan laser pertama pada 2,05 megajoule dilakukan pada bulan September, dan percobaan pertama itu menghasilkan 1,2 megajoule energi fusi. Selain itu, analisis menunjukkan bahwa pelet bulat hidrogen tidak terjepit secara merata, dan sebagian hidrogen pada dasarnya menyemprot keluar dan tidak mencapai suhu fusi.

Para ilmuwan membuat beberapa penyesuaian yang mereka yakini akan bekerja lebih baik.

“Prediksi menjelang pengambilan gambar adalah bahwa itu bisa naik dua kali lipat,” kata Dr. Herrmann. "Faktanya, itu naik sedikit lebih dari itu."

Tujuan utama dari National Ignition Facility adalah melakukan eksperimen untuk membantu Amerika Serikat memelihara senjata nuklirnya. Itu membuat implikasi langsung untuk menghasilkan energi tentatif.

Hasil yang diumumkan Selasa akan menguntungkan para ilmuwan yang bekerja di gudang nuklir, tujuan utama NIF. Dengan melakukan reaksi nuklir ini di laboratorium pada skala yang tidak terlalu merusak, para ilmuwan bertujuan untuk mengganti data yang mereka kumpulkan dari ledakan bom nuklir bawah tanah, yang dihentikan Amerika Serikat pada tahun 1992.

Keluaran fusi yang lebih besar dari fasilitas tersebut akan menghasilkan lebih banyak data “ yang memungkinkan kami mempertahankan kepercayaan pada penangkal nuklir kami tanpa perlu pengujian bawah tanah lebih lanjut,” kata Dr. Herrmann. “Keluarannya, 30.000 triliun watt daya itu, menciptakan lingkungan yang sangat ekstrem” yang lebih mirip dengan senjata nuklir yang meledak.

Baca juga: Makin Mirip Manusia, Robot Humanoid CyberOne Xiaomi Bisa Main Drum

(MAJ)