Memulai sebuah penelitian yang hanya berdasar dari inti sebuah bintang, dan dilakukan dalam laboratorium adalah hal yang sangat menantang. Menciptakan energi fusi harus melibatkan pemanasan gas sekitar 100 juta derajat Celcius, dan kemudian mengandung plasma dalam volume yang tetap. Ini hal yang rumit karena plasma bersifat sangat panas dan dapat menghancurkan logam atau bahan lain yang digunakan untuk membuat wadahnya. Bagaimananpun juga, jika plasma tidak terkandung dalam volume kecil, maka partikel-partikel kecil yang bergerak dengan cepat akan keluar dan mengurangi kemungkinan terjadinya reaksi fusi.
Dalam inti matahari, gaya gravitasi berisi plasma. Dalam laboratorium PSFC, magnet yang digunakan mengandung plasma. Justru penempatan magnet dapat membatasi plasma ke volume yang spesifik, karena muatan listrik dalam plasma merespon medan magnet. Rintangan utama untuk membuat laboratorium fusi adalah sumber energi yang dibutuhkan yaitu tenaga listrik dalam yang sangat jumlah besar yang berguna untuk menciptakan plasma yang panas dan untuk mempertahankan medan magnet. Para ilmuwan masih bekerja untuk meningkatkan hasil dari energi fusi, sehingga dapat melebihi energi yang dibutuhkan dari pemanasan dan energi tersebut dapat mengandung plasma.
Para ilmuwan di MIT menggunakan Alcator C-Mod untuk lebih memahami bagaimana untuk membatasi panas plasma dengan medan magnet. Alcator C-Mod yang disebut juga tokamak, yaitu alat yang ditemukan oleh ilmuwan Rusia pada tahun 1960 yang memiliki ruang berbentuk donat vakum dikelilingi oleh kumparan magnet. Alcator C-Mod mampu menciptakan padatan, suhu tinggi, plasma dengan batasan medan magnet yang 100.000 kali lebih kuat dari medan magnet bumi. Dengan menyesuaikan medan magnet, para ilmuwan dapat mengontrol bentuk plasma, sehingga mengoptimalkan stabilitas dan batasan dari plasma itu sendiri.
Ilmu yang sedang dipelajari oleh Alcator C-Mod akan mempengaruhi bagaimana sebuah tokamak baru, yang bernama ITER dibangun, dan bagaimana mengoptimalkan pengoperasiannya. Saat ini yang sedang dibangun adalah ITER, sebuah proyek fusi internasional yang bertujuan untuk menghasilkan tenaga sepuluh kali lebih dari daya pemanasan yang dibutuhkan untuk menghasilkan plasma panas. Para ilmuwan juga akan menggunakan ITER untuk mempelajari plasma dalam kondisi yang mirip dengan yang diharapkan dari pembangkit listrik fusi.
Para peneliti di PSFC sedang menyelidiki kelayakan teknik lain pembatasan magnetik dengan Percobaan Dipole levitated (LDX), sebuah proyek yang merupakan kerjasama antara MIT dan Universitas Columbia. Terinspirasi oleh pengamatan tentang bagaimana plasma bekerja dalam medan magnet dari planet seperti Jupiter dan Bumi, para peneliti LDX berusaha untuk menentukan apakah mereka bisa mendapatkan tekanan plasma tinggi dengan menggunakan medan magnet dipol, tapi tanpa menggunakan cincin dari kumparan magnet di sekitar ruang vakum , seperti Alcator C-Mod, percobaan ini membuat kumparan magnet superkonduktor melayang dalam ruang vakum untuk menciptakan medan magnet yang sama dengan yang ditemukan di Jupiter atau Bumi, dengan menciptakan kutub utara dan kutub selatan.
LDX dan Alcator C-Mod memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari bagaimana suhu tinggi materi dibatasi oleh medan magnet yang kuat, desain LDX berisi plasma yang berbeda dengan magnet melingkar di tokamaks. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari bagaimana suhu tinggi materi dibatasi oleh medan magnet yang kuat. Misalnya, fluktuasi dalam medan magnet dan listrik, yang disebabkan karena pembatasan plasma oleh perangkat LDX yang kemudian menyebabkan plasma masuk kedalam, dan kemudian plasma menjadi lebih padat. Plasma berfluktuasi dalam perangkat tokamak sehingga menciptakan panas dan partikelnya keluar.
Magnet superkonduktor yang digunakan dalam percobaan memiliki berat setengah ton (1.000 pon) dan berbentuk seperti donat. Ketika itu melayang, tidak ada satupun yang mengangkatnya, magnet tadi tertarik oleh gaya tarik magnet lain yang lebih besar di atasnya, yang berada di luar ruang eksperimental. Seluruh sistem distabilkan melalui proses umpan balik yang kompleks yang membuat magnet tetap berada dalam posisinya. Hasil pertama dari LDX tampaknya menjanjikan, tetapi masih jauh dari harapan, sehingga masih harus dipelajari sebelum kita tahu apakah desain baru ini adalah pilihan yang realistis untuk menghasilkan energi fusi yang praktis di laboratorium.
Dengan bantuan alat-alat seperti Alcator Mod-C dan LDX, para ilmuwan belajar lebih banyak tentang suhu tinggi materi dan bagaimana medan magnet dapat digunakan untuk membatasi plasma di laboratorium, sehingga suatu hari kita dapat membawa energi dari bintang untuk pembangkit listrik di Bumi. Para ilmuwan optimis bahwa kita semakin dekat untuk memproduksi sumber energi yang besar.
sumber : physicscentral.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar