Pagi tadi, Organisasi International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) mengumumkan apa yang sudah lama diketahui: Tokamak terbesar di dunia akan ditunda lebih jauh, memperpanjang operasi mesin fusi nuklir yang ditunggu-tunggu setidaknya selama satu dekade.
ITER adalah perangkat fusi magnetik berbentuk donat yang sangat besar yang disebut tokamak. Tokamak menggunakan medan magnet untuk mengendalikan plasma superpanas dengan cara yang menginduksi fusi nuklir, reaksi di mana dua atau lebih nukleus ringan bergabung untuk membentuk nukleus baru, melepaskan sejumlah energi yang besar dalam prosesnya. Fusi nuklir dianggap sebagai sumber energi bebas karbon yang berpotensi, tetapi ada banyak tantangan teknik dan ekonomi yang harus diatasi untuk membuatnya menjadi kenyataan.
Baseline proyek sebelumnya – kerangka waktu dan penanda di dalamnya – ditetapkan pada tahun 2016. Pandemi global yang dimulai pada tahun 2020 mengganggu sebagian besar operasi ITER yang sedang berlangsung, menunda masalah lebih lanjut.
Seperti dilaporkan oleh Scientific American, biaya ITER adalah empat kali perkiraan awal, dengan angka terbaru menempatkan proyek tersebut di atas $22 miliar. Berbicara dalam konferensi pers pagi ini, Pietro Barabaschi, direktur jenderal ITER, menjelaskan penyebab keterlambatan dan baseline proyek yang diperbarui untuk eksperimen tersebut.
“Sejak Oktober 2020, telah jelas, secara publik dan kepada para pemangku kepentingan kami, bahwa First Plasma pada tahun 2025 tidak lagi dapat dicapai,” kata Barabaschi. “Baseline baru telah diubah untuk memprioritaskan Start of Research Operations.”
Barabaschi mengatakan bahwa baseline baru akan mengurangi risiko operasional dan mempersiapkan perangkat untuk operasi menggunakan deuterium-tritium, satu jenis reaksi fusi. Alih-alih first plasma pada tahun 2025 sebagai “tes mesin singkat, energi rendah,” katanya, lebih banyak waktu akan diberikan untuk menugaskan eksperimen dan akan diberikan kapasitas pemanasan eksternal yang lebih banyak. Energi magnetik penuh ditunda tiga tahun, dari 2033 menjadi 2036. Operasi fusi deuterium-deuterium akan tetap sesuai jadwal sekitar 2035, sementara awal operasi deuterium-tritium akan ditunda empat tahun, dari 2035 menjadi 2039.
Laboratorium Nasional Oak Ridge” class=”size-full wp-image-2000376386″ /> Sebuah mockup dari tokamak ITER dan sistem terintegrasi. Ilustrasi: Laboratorium Nasional Oak Ridge ITER dibayar oleh negara-negara anggotanya: Uni Eropa, China, India, Jepang, Korea Selatan, Rusia, dan Amerika Serikat. Kemajuan pada ITER sedang dilakukan, meskipun lambat, dan dengan biaya lebih besar dari proyeksi awal.
Pada awal minggu ini, Organisasi ITER mengumumkan bahwa kumparan medan toroidal tokamak – magnet yang sangat besar yang membantu memberikan kondisi yang diperlukan agar mesin dapat menahan plasma – akhirnya telah dikirim, momen 20 tahun dalam pembuatan. Kumparan dengan tinggi 56 kaki (17 meter) akan didinginkan hingga -452,2 derajat Fahrenheit (-269 derajat Celsius) dan akan dibungkus di sekitar kapal yang berisi plasma, memungkinkan para ilmuwan ITER untuk mengendalikan reaksi di dalamnya.
Skala infrastrukturnya sebesar investasinya; komponen magnet massa dingin terbesar yang ada saat ini adalah komponen 408 ton (370 ton) dari eksperimen Atlas CERN, tetapi magnet ITER yang baru selesai – ukuran gabungan dari kumparan medan toroidal – memiliki massa dingin 6.614 ton (6.000 ton).
Tujuan proyek ITER yang diumumkan adalah untuk menunjukkan jenis sistem yang perlu diintegrasikan untuk fusi dalam skala industri, mencapai tonggak ilmiah yang disebut Q≥10, atau 500 megawatt daya fusi keluar dari mesin untuk 50 megawatt daya pemanasan ke dalam plasma, dan mencapai Q≥5 pada operasi operasi tetap perangkat. Ini bukanlah tujuan yang mudah untuk dicapai, tetapi eksperimen fusi nuklir dalam pengaturan laboratorium, dalam tokamak dan menggunakan laser, membantu ilmuwan mendekatkan diri pada reaksi fusi yang menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk menggerakkan reaksi itu sendiri.
Sekarang untuk peringatan wajib tentang perbedaan antara kemajuan menuju kelayakan ilmiah fusi dan kegunaannya yang sebenarnya dalam mengatasi permintaan energi global, seperti yang dilaporkan pada hari Senin:
Sebuah kebenaran yang pahit – begitu sering dibahas sehingga menjadi klise – menyatakan bahwa fusi nuklir sebagai sumber energi selalu berjarak 50 tahun. Selalu hanya di luar teknologi hari ini, dan, seperti mantan yang tidak dapat diperbaiki, kita selalu diberitahu “kali ini akan berbeda.” ITER dimaksudkan untuk membuktikan kelayakan teknologi energi fusi, tetapi penting bukan kelayakan ekonominya. Itu adalah masalah yang membingungkan lainnya: membuat energi fusi bukan hanya sumber energi yang dapat dijalankan, tetapi juga yang dapat menjadi pilihan yang layak untuk grid listrik.
Dalam komentar tersebut, Barabaschi juga mencatat bahwa material yang berhadapan dengan plasma di tokamak ITER sekarang akan terbuat dari tungsten, bukan beryllium, “karena jelas bahwa tungsten lebih relevan untuk mesin ‘DEMO’ masa depan dan perangkat fusi komersial eventual.” Memang, kembali pada bulan Mei tokamak WEST mempertahankan plasma lebih dari tiga kali lebih panas dari inti Matahari selama enam menit menggunakan pelindung tungsten, dan tokamak KSTAR di Korea mengganti diverter karbonnya dengan yang terbuat dari tungsten.
Seperti yang telah dilaporkan oleh Gizmodo sebelumnya, fusi nuklir adalah bidang penelitian dan pengembangan yang layak, tetapi itu tidak boleh diandalkan sebagai sumber energi untuk mengeluarkan manusia dari bahan bakar fosil, yang mendorong pemanasan global. Ilmu pengetahuan sedang berkembang, tetapi fusi nuklir selalu akan menjadi ultra-maraton, bukan lari cepat.
Lebih lanjut: Apa yang Harus Anda Ketahui Tentang Pengumuman Fusi Nuklir Besar DOE”