Fusi nuklir telah mengalami beberapa kemajuan menarik, dan janji energi bersih serta efisien tampak semakin mendekati kenyataan. Namun, para skeptis menunjuk pada masalah praktis yang mungkin belum kita upayakan cukup keras untuk diatasi—masalah yang akan membebani reaktor kita begitu akhirnya beroperasi.
Sebuah usulan baru dari Terence Tarnowsky, ahli fisika nuklir di Los Alamos National Laboratory, berfokus pada satu bagian kunci dari masalah ini: menemukan suplai tritium, bahan dasar untuk fusi. Tarnowsky, yang akan mempresentasikan peta jalannya minggu depan di konferensi ACS Fall 2025, menyarankan pemanfaatan ribuan ton limbah nuklir, termasuk bahan bakar reaktor bekas, dengan memanfaatkan atom-atom yang "tertidur" di dalamnya untuk mendukung produksi tritium. Dengan penyesuaian yang tepat pada alat sejenis akselerator, strategi ini bisa menciptakan sumber isotop berharga yang mandiri.
Dalam reaktor fusi yang sukses, tritium dan deuterium—dua isotop hidrogen ringan—melebur dan melepaskan energi dalam jumlah besar. Sebaliknya, pembangkit nuklir saat ini mengandalkan fisi, atau pemecahan atom berat seperti uranium, yang juga menghasilkan daya besar tetapi meninggalkan produk sampingan radioaktif berumur panjang. Limbah ini hanya "teronggok di seluruh negeri," mungkin selama sejuta tahun, dan menelan biaya ratusan juta dolar setiap tahun untuk dikelola, jelas Tarnowsky kepada Gizmodo dalam panggilan video.
Sementara itu, janji fusi dibayangi oleh kelangkaan tritium yang tak terhindarkan, isotop hidrogen yang sangat langka dan tidak stabil. "Hanya ada puluhan kilogram [tritium]—baik alami maupun buatan—di seluruh planet ini," kata Tarnowsky. Dan tidak membantu bahwa eksperimen nuklir di seluruh dunia menghabiskan pasokan kecil itu dengan laju yang mengkhawatirkan. "Jadi, dari mana tritium ini seharusnya berasal?"
Pembiakan tritium di lab adalah opsi yang layak, tapi sekali lagi, ada alasan bagus mengapa kita belum menemukan resep sempurna; ini adalah bahan bakar yang "sulit ditangani," kata Tarnowsky.
"Jika kamu membiakkan tritium sekarang, kamu tidak bisa menyimpannya dalam wadah untuk 30 tahun ke depan, karena ia meluruh menjadi helium-3 dengan sangat cepat," jelasnya. "Dan ia juga punya sifat kimia hidrogen. Hidrogen suka keluar dari tempatnya; suka menempel di dinding. Jadi ini hal yang rumit." Sebagai konteks, waktu paruh tritium adalah 12,3 tahun, artinya ia meluruh hingga setengah dari jumlah aslinya dalam waktu tersebut.
Usulan Tarnowsky menggabungkan teori-teori lama dengan kemajuan teknologi terkini. Singkatnya, idenya adalah menggunakan akselerator partikel untuk memicu peluruhan atom uranium dan plutonium dalam limbah nuklir, menghasilkan semburan neutron dan transisi nuklir lain yang akhirnya memproduksi atom tritium. Menurut Tarnowsky, limbah akan dilapisi garam litium cair untuk melindungi proses dari paparan radiasi berbahaya yang berlebihan.
Dengan desain yang tepat, Tarnowsky memperkirakan metode ini bisa "menghasilkan lebih dari 10 kali lipat tritium dibanding reaktor fusi dengan daya termal yang sama," seperti disebutkan dalam siaran pers. Meski begitu, ia mengakui bahwa peta jalan ini membutuhkan komitmen besar dari sektor publik dan privat.
Ekonomi fusi dalam beberapa hal tak bisa dibalikkan, kata Tarnowsky. Ini bukan hal di mana seseorang bisa "menekan tombol dan punya sistem cadangan jika terjadi kesalahan fatal dalam pembiakan tritium." "Kamu harus merencanakan jauh sebelumnya."
Tapi semakin lama kita menunggu, semakin dalam kita menggali lubang sendiri, katanya. "Setiap tahun kita terus mengoperasikan pembangkit nuklir—dengan sangat aman!—kita juga menghasilkan lebih banyak bahan bakar bekas, [yang] bertambah sekitar 2.000 metrik ton per tahun. Jadi liabilitas semakin buruk tiap tahun."
Meski begitu, Tarnowsky tetap optimis tentang masa depan fusi nuklir—dan transisi kita menuju energi bersih.
"Sepuluh tahun lalu, teknologi seperti ini mungkin tidak akan mendapat banyak minat; orang waswas terhadap pembangkit nuklir," katanya. "Lalu mereka beralih ke batu bara kotor. Mau bagaimana lagi? Tapi sekarang kita sedang membicarakannya, dan orang tidak hanya bereaksi dengan ketakutan."