Ilmu Ilmu Baru

untuk Indonesia tercinta

Mengamati ke dalam matahari buatan


Bookmark and Share

Setelah lebih dari lima dekade riset, suatu tonggak peristiwa utama dalam pemanfaatan energi fusi diharapkan terjadi dalam satu atau dua tahun ke depan. Tonggak yang dikenal dengan “pengapian fusi”  ini akan mengambil tempat di sebuah fasilitas eksperimen yang dibangun untuk tujuan ini di California. Fasilitas ini bernama National Ignition Facility atau NIF dan akan memulai eksperimen ini pada musim gugur.

Para peneliti di MIT’s Plasma Science and Fusion Center (PSFC) telah melakukan bagian penting dalam membuat peristiwa penting ini dimungkinkan, dan telah dijelaskan minggu ini dalam sebuah paper yang dipublikasikan di jurnal Science. Singkatnya, mereka telah mengetahui bagaimana untuk menggunakan reaksi fusi kedua sebagai semacam penerang, yang memberi peluang bagi mereka untuk melihat secara detail apa yang terjadi di dalam reaksi primer.

Fusi, penggabungan dua atom kecil menjadi satu dengan pelepasan energi yang sangat besar, adalah proses yang memberi matahari energi, dan dilihat sebagai suatu solusi jangka panjang yang potensial untuk kebutuhan energi dunia karena prinsipnya proses ini dapat mensuplai sejumlah besar energi tanpa emisi gas rumah kaca. Tetapi pemanfaatan praktis proses ini tetap tinggal dalam pikiran saja.

Dengan mendapatkan pengapian fusi ini akan menghadirkan suatu langkah yang penting dan telah lama dicari dalam tujuan ini. Satu masalah bagi para peneliti dan insinyur yang berusaha untuk membuat ini terjadi adalah bahwa reaksi aktual akan berada di dalam kapsul bahan bakar berdiameter 2 mm yang mempunyai suhu dan tekanan, ketika dia meledak ke 1/40 diameter awalnya, menjadi jauh lebih besar daripada yang ada di pusat matahari. Ini bukanlah lingkungan yang mudah untuk mengambil gambar, atau pengukuran apa pun, dalam rangka untuk mengepaskan dengan tepat (tune) sistem untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

Sebuah tim MIT yang dipimpin oleh ilmuwan peneliti senior PSFC, Richard Petrasso, mengembangkan metode backlight fusi yang dijelaskan dalam paper di Science tahun 2008. Sekarang ini, tim ini melaporkan di Science bahwa mereka dengan sukses menggunakan metode tersebut di sebuah fasilitas tes di University of Rochester, dan mampu mempelajari detail-detail penting tentang sifat medan listrik dan magnet di dalam dan sekitar kapsul yang sangat kecil ini.

Dengan sistem yang mereka rencanakan,”kami mengambil gambar tentang seperti apa medan magnet dan listrik ini terlihat,” kata Petrasso. “Informasi ini sangat sulit jika bukan tidak mungkin untuk diperoleh dengan cara lain.”

NIF menggunakan pendekatan yang disebut indirect drive inertial fusion, dimana kapsul yang sangat kecil dari bahan bakar hidrogrn berat di letakkan di pusat dalam ruang yang disebut hohlraum. Sinar laser membombardir bagian dalam dinding hohlraum, memanaskannya dan menghasilkan sinar x yang menyebabkan kapsul meledak. Pengapian, tujuan dari NIF, artinya adalah titik dimana energi yang dilepaskan oleh beberapa atom yang berfusi pada pusat kapsul menimbulkan “sumbatan nyala api” yang menyebabkan atom-atom lain yang sangat rapat di sekitarnya berfusi dan begitu seterusnya dalam suatu reaksi berantai.

Tetapi untuk mendapatkan titik pengapian, Petrasso menjelaskan, alat-alat diagnostik diperlukan untuk mengungkapkan detail-detail apa yang sebenarnya terjadi di dalam kapsul bahan bakar yang meledak tersebut, dimana temperatur mencapai 200 juta derajat Kelvin dan tekanan dapat mencapai satu trilyun kali tekanan atmosfer. Agar pengapian ini bekerja, kapsul deuterium dan tritium – dua bentuk elemen hidrogen berat – harus sferis mendekati sempurna, diletakkan di pusat ruang hohlraum dengan mendekati sempurna dan harus meledak dengan cara yang simetris mendekati sempurna.

Berapa banyak ruang untuk kesalahan dalam parameter-parameter ini? Ini adalah salah satu hal yang masih harus ditentukan, dan itulah mengapa cara untuk melihat ke dalam sistem ketika sedang bekerja memegang peran penting, kata Petrasso.

Untuk melakukan itu, dalam eksperimen di Laboratory for Laser Energetics in Rochester ini, kapsul kedua yang ditempatkan di dekat dan ditembak dengan sinar laser lain, menghasilkan suatu cahaya proton untuk menerangi kapsul pertama, di dalam hohlraum.

Nelson Hoffman, seorang ahli fisika plasma di Los Alamos National Laboratory mengatakan tim MIT telah mengembangkan “beberapa cara yang sangat efektif” dalam mengukur aspek-aspek penting tentang apa yang terjadi di dalam kapsul fusi, yang dia katakan sebagai sesuatu yang sangat penting untuk diketahui “sebagai suatu indikator seberapa dekat mereka dengan tujuan utama pengapian.” Dia menambahkan bahwa sebagai hasilnya, tim MIT telah menemukan fenomena yang mengejutkan dalam hal cara medan listrik dan medan magnet didistribusikan.

“Pencarian untuk mencapai pengapian fusi adalah satu dari masalah tersulit para ilmuwan yang bisa diatasi,” kata Hoffman, “jadi, melihat pada masalah dengan ‘mata baru’ seperti radiograf proton- nya MIT, adalah sangat penting untuk mendeteksi fenomena yang tidak bisa dilihat dengan cara lain.”

Dalam hasil yang dipublikasikan minggu ini, misalnya, tim MIT bersama dengan kolaborator dari Lawrence Livermore National Laboratory, Laboratory for Laser Energetics, dan General Atomics, melihat hasil-hasil dari satu eksperimen yang menghasilkan “pola seperti bintang bergigi lima” di medan sekitar kapsul yang meledak. Pola tersebut dihasilkan dari penempatan sinar laser yang datang – sesuatu yang akan memerlukan analisa lebih lanjut untuk memahami potensi pengaruhnya pada dinamika fusi.

Petrasso memperkirakan bahwa di NIF akan memerlukan berbulan-bulan dari permulaan eksperimen sampai titik dimana pengapian dicapai. “:Ini belum pernah dilakukan sebelumnya, jadi kami perlu untuk sebagian bersandar pada pengetahuan empiris ketika kami membawa eksperimen naik dan menciptakan kondisi-kondisi yang tepat yang diperlukan,” kata Petrasso, yang telah bekerja di PSFC sejak 1978. “Banyak bagian dari usaha ini berdasarkan pada basis eksperimental dan teoritis, dan beberapa tidak. Oleh karena itu, kita perlu mengisi gap ini, untuk mendapatkan kondisi yang benar.” Sebagai tambahan untuk pekerjaan di fasilitas Rochester ini, peneliti-peneliti MIT termasuk 6 mahasiswa doktoral telah mengambil peran dalam pekerjaan di NIF tersebut.

Tidak hanya pengapian akan menjadi suatu langkah penting dalam kemungkinan membuat energi fusi dipraktekkan  suatu hari, katanya, tetapi itu juga akan tentu menjadi suatu alat ilmu pengetahuan yang penting untuk memahami dengan lebih baik bagaimana matahari dan bintang lain bekerja.

“Anda menciptakan kondisi-kondisi yang anda benar-benar hanya dapat menemukannya di pusat bintang,” katanya, meskipun demikian dalam eksperimen ini kondisi-kondisi tersebut hanya eksis selama sepermilyar detik. “Ahli-ahli astrofisika, salah satunya, akan mendapati kondisi-kondisi ini sangat menarik dan menggairahkan.”

More information: Scientists Produce Unprecedented 1 Megajoule Laser Shot, Step Towards Fusion Ignition

Provided by Massachusetts Institute of Technology (web)

Iklan

Januari 30, 2010 - Posted by | Fisika Umum | , , , , ,

Belum ada komentar.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: