Tokamak merupakan perangkat toroidal yang menggunakan penahanan magnetik untuk mencapai fusi nuklir yang terkendali. Bentuknya mirip "lintasan balap magnetik" yang melilit, sehingga secara efektif mengurung plasma bersuhu tinggi untuk mendorong reaksi fusi. Densitas plasma, yang menjadi salah satu parameter utama penentu kinerja tokamak, secara langsung memengaruhi kecepatan terjadinya reaksi fusi.

Hefei, China (Xinhua/Indonesia Window) – Para peneliti berhasil menemukan sebuah metode untuk melampaui batas densitas plasma dalam eksperimen dengan Tokamak Superkonduktor Lanjutan Eksperimental (Experimental Advanced Superconducting Tokamak/EAST), yang dikenal sebagai ‘matahari buatan’. Temuan ini memberikan dasar fisik penting untuk pengoperasian dengan densitas tinggi pada perangkat fusi dengan penahanan magnetik.

Penelitian ini dilakukan secara kolaboratif oleh beberapa institusi, di antaranya institut fisika plasma di Hefei Institutes of Physical Science di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China, Universitas Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Huazhong, dan Universitas Aix-Marseille di Prancis. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Science Advances pada Jumat (2/1).

Tokamak merupakan perangkat toroidal yang menggunakan penahanan magnetik untuk mencapai fusi nuklir yang terkendali. Bentuknya mirip "lintasan balap magnetik" yang melilit, sehingga secara efektif mengurung plasma bersuhu tinggi untuk mendorong reaksi fusi. Densitas plasma, yang menjadi salah satu parameter utama penentu kinerja tokamak, secara langsung memengaruhi kecepatan terjadinya reaksi fusi.

Secara historis, para peneliti mengetahui bahwa densitas plasma memiliki batas atas. Jika batas ini terlampaui, plasma menjadi tidak stabil, lolos dari penahanan magnetik, dan melepaskan energi besar ke dinding bagian dalam perangkat, yang dapat membahayakan keselamatan operasional.

Meskipun penelitian fusi internasional jangka panjang menunjukkan bahwa proses fisik yang menyebabkan plasma mencapai batas densitas terjadi di area perbatasan antara plasma dan dinding, mekanisme yang mendasarinya masih belum sepenuhnya dipahami.

Dalam studi ini, tim peneliti China mengembangkan sebuah model teoretis interaksi dinding plasma yang tersusun sendiri. Dengan model ini, mereka menemukan bahwa ketidakstabilan radiasi akibat kotoran di area batas plasma-dinding memainkan peran kunci dalam memicu batas densitas, sehingga mekanisme yang mendasarinya menjadi lebih jelas.

Berdasarkan wawasan teoretis ini, para peneliti secara eksperimental mengendalikan plasma untuk melampaui batas densitas dan berhasil mengarahkannya ke dalam ‘zona bebas densitas’ yang baru.

Hasil ini menandai konfirmasi eksperimental pertama dari zona semacam itu di tokamak. Karya inovatif ini tidak hanya memberikan wawasan penting dalam memahami batas densitas, tetapi juga menetapkan dasar fisik yang penting untuk operasi densitas tinggi di tokamak, menurut para ilmuwan.

Laporan: Redaksi