Inovasi Teknologi Fusi Nuklir di Tangan China
China telah mencatatkan keberhasilan besar dalam pengembangan teknologi fusi nuklir. Reaktor matahari buatan yang dikenal sebagai Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) berhasil menjaga plasma berkepadatan tinggi tetap stabil. Kinerja ini menjadi langkah penting menuju pemanfaatan energi bersih yang hampir tak terbatas.
Teknologi fusi nuklir bekerja dengan prinsip yang mirip dengan Matahari, yaitu menggabungkan atom-atom ringan untuk menghasilkan energi dalam jumlah besar. Salah satu penulis utama studi sekaligus profesor di Sekolah Teknik Elektro dan Elektronika Universitas Sains dan Teknologi China, Ping Zhu, menyatakan bahwa temuan ini membuka peluang baru bagi pengembangan teknologi fusi.
“Hasil penelitian ini menunjukkan jalur yang praktis dan terukur untuk memperluas batas kepadatan plasma pada tokamak serta perangkat fusi generasi berikutnya,” ujarnya.
Fusi nuklir merupakan proses penggabungan dua atom ringan, seperti isotop hidrogen, menjadi satu atom yang lebih berat. Proses ini menghasilkan energi besar tanpa emisi gas rumah kaca dan hanya sedikit limbah berbahaya, sehingga dinilai sebagai salah satu sumber energi masa depan yang menjanjikan.
Namun, menciptakan reaksi fusi di Bumi tidak mudah. Berbeda dengan Matahari yang memiliki tekanan alami sangat besar, reaktor di Bumi harus mengandalkan suhu ekstrem bahkan lebih panas dari inti Matahari agar reaksi fusi dapat berlangsung.
Dalam reaktor fusi, bahan bakar dipanaskan hingga berubah menjadi plasma, yaitu gas bermuatan dengan energi sangat tinggi. Plasma harus dijaga dalam kondisi sangat panas, padat, dan stabil dalam waktu lama agar reaksi tidak terhenti.
Selama ini, kepadatan plasma menjadi kendala utama karena jika terlalu tinggi, plasma cenderung tidak stabil dan menghentikan reaksi fusi. Batas ini dikenal sebagai Batas Greenwald dan telah lama menjadi tantangan dalam pengembangan reaktor fusi.
Melalui EAST, para ilmuwan China berhasil melampaui batas tersebut. Reaktor ini mampu mempertahankan stabilitas plasma pada kepadatan 1,3 hingga 1,65 kali di atas Batas Greenwald, jauh melampaui kisaran operasi normal reaktor fusi pada umumnya.
Keberhasilan ini dicapai dengan mengatur tekanan gas bahan bakar sejak awal serta mengoptimalkan pemanasan plasma menggunakan gelombang mikro agar elektron dapat menyerap energi secara efisien. Selain itu, keseimbangan interaksi antara plasma dan dinding reaktor juga berhasil dijaga sehingga plasma tetap stabil meskipun kepadatannya meningkat.
Meski pelanggaran terhadap Batas Greenwald bukan pertama kalinya terjadi beberapa reaktor di Amerika Serikat dan institusi lain juga pernah mencapainya, pencapaian EAST dinilai penting karena dilakukan secara stabil dan terkontrol pada reaktor berskala besar, sehingga dapat menjadi acuan bagi pengembangan reaktor fusi generasi berikutnya.
Meski demikian, fusi nuklir belum dapat menjadi solusi langsung bagi krisis iklim saat ini karena teknologinya masih dalam tahap penelitian dan reaktor fusi modern masih memerlukan energi lebih besar dibandingkan energi yang dihasilkannya.
Dalam jangka panjang, fusi nuklir berpotensi menjadi sumber energi utama dunia yang bersih, aman, dan nyaris tak terbatas.
China bersama Amerika Serikat dan puluhan negara lain saat ini terlibat dalam proyek internasional International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) di Prancis, yang bertujuan membangun reaktor fusi terbesar di dunia. ITER diproyeksikan mulai menghasilkan reaksi fusi skala penuh pada 2039.
