Hai sobat blogger, kali ini penulis ingin berbagi ilmu pengetahuan tentang teknologi pembangkit listrik yang saat ini sedang naik daun. Apakah itu? yaitu pembangkit listrik dengan teknologi fusi nuklir yang menggunakan tokamak sebagai penghasil panas dengan ratusan juta derajat celcius hampir setara dengan panasnya suhu yang ada di matahari. Sebagai orang awam tentu kita akan bertanya bagaimana sih cara kerja fusi nuklir tersebut? Sudah tentu dalam benak kita terpikirkan, apakah aman dengan penggunaan nuklir tersebut? Ikuti penjelasan dibawah ini.
Sejarah Teknologi Fusi Nuklir
Sekitar tahun 1985, sebuah kolaborasi yang beranggotakan Uni Soviet, Amerika Serikat, Eropa (diwakili Euratom), dan Jepang berhasil menggagas sebuah proyek yang dinamakan ITER atau International Thermonuclear Experimental Reactor.
Proyek ini bertujuan mengeksplorasi pemanfaatan nuclear fusion sebagai pembangkit energi (power plan) yang aman dan ramah lingkungan. Untuk merealisasikan tujuan ini, pada Juli 1992 dibentuklah suatu badan khusus yang diberi nama The Engineering Design Activities for an ITER, yang bertugas meneliti, merancang, dan mengembangkan ITER.
Tidak kurang dari 165 juta dollar AS dikucurkan dalam penelitian dan pengembangannya oleh ITER Parties (sebutan bagi negara-negara pengembang ITER). Kebutuhan alat dan bahan ITER sendiri tergolong superistimewa, seperti komponen yang tahan temperatur tinggi, magnet superkonduktor berukuran besar, jaket reaktor yang dilengkapi dengan pendingin temperatur tinggi, serta peralatan keamanan dan keselamatan menjadikan alasan mengapa proyek ini menghabiskan dana yang sangat besar.
Sekitar tahun 2001, rancangan konseptual ITER pertama dapat diselesaikan dan diharapkan mampu menghasilkan energi sebesar 1,5 gigawatt. Akhir tahun 2003, tiga negara tambahan menyatakan bergabung dalam keanggotaan ITER. Dimulai dari Kanada, disusul China, dan terakhir Korea Selatan. Proyek yang diperkirakan menghabiskan total dana sekitar lebih dari 10 miliar dollar AS itu saat ini tengah memasuki tahap konstruksi, di mana tengah diperdebatkan lokasi di mana ITER akan dibangun (lihat Gambar).
Pemahaman Teknologi Fusi
Ada dua hal pokok yang mendasari ITER, yaitu proses fusi dan konsep tokamak. Proses fusi sendiri telah dikenal luas saat ini. Proses fusi merupakan proses penggabungan nukleida ringan menjadi bentuk yang lebih berat (yaitu penggabungan antara deuterium dan trithium).
Deuterium umumnya terkandung dalam air, oleh sebab itu pembangkit listrik ini menggunakan air sebagai bahan utamanya. Sementara trithium sendiri tidak terdapat di alam dalam jumlah besar dan umumnya diproduksi dengan mereaksikan neutron yang terbentuk pada reaksi fusi nuklir dengan lithium. Sumber nuklir berasal dari uranium dan plutonium yang terbatas sumber daya alamnya, sementara lithium sangat banyak tersedia di alam, dimana dia hadir dalam air laut dan biasanya diperoleh dari air asin, karena kelarutannya sebagai ion. Logam litium diisolasi secara elektrolisis dari campuran litium klorida dan kalium klorida.
Reaksi fusi akan berlangsung apabila nukleida mampu melampai suatu nilai batas yang dikenal dengan gaya tolak Coulomb (Coulomb repellent force). Untuk melampaui nilai batas tersebut dibutuhkan pemanasan hingga mencapai suhu 108 Kelvin yang bertujuan untuk meningkatkan energi kinetik nukleida. Untuk mencapai suhu tersebut, ITER menggunakan prinsip tokamak.
Pemahaman Tokamak
Tokamak merupakan singkatan dari kata-kata Rusia: toroidalnaya, kamera, magnitnaya, yang berarti toroidal, chamber, magnetic. Tokamak ditemukan oleh Igor Yevgenyevich Tamm dan Andrei Sakharov sekitar tahun 1950 dan merupakan teknologi reaksi fusi yang paling populer saat ini.
Apa itu tokamak? Dilihat dari singkatannya, dapat digambarkan bahwa tokamak adalah reaktor berongga toroidal (bentuk donat) yang diselimuti oleh gulungan-gulungan kawat bermuatan magnet (magnetic confinement).
Cara kerja tokamak mirip seperti alat pemanas. Medan elektrik yang dihasilkan oleh gulungan kawat akan mengubah partikel dalam reaktor menjadi fasa plasma (partikel bermuatan). Secara bersamaan, arus plasma akan timbul dan menaikkan temperatur partikel- partikel bermuatan (plasma) yang terdapat dalam reaktor.
Peristiwa ini dikenal sebagai pemanasan ohamic (ohamic heating). Untuk mencapai suhu reaksi yang diinginkan, pemanasan ohamic belumlah cukup. Masih dibutuhkan alat pemanas tambahan, biasanya menggunakan pemanas radio frekuensi. Reaksi fusi sendiri akan memproduksi panas dalam jumlah yang besar.
Oleh karena itu, tokamak memiliki fungsi dasar hanya sebagai alat pemicu atau ignitor. Seperti yang telah dijelaskan di atas, peningkatan temperatur dibutuhkan untuk meningkatkan nilai energi kinetik nukleida sehingga mampu melewati nilai batas gaya tolak Coulomb. Prinsip kerja seperti ini dikenal sebagai plasma yang terbakar (burned plasma).
Cara Kerja Pembangkit Listrik
Pembangkit listrik dengan menggunakan reaktor fusi nuklir ini pada dasarnya sama halnya dengan pembangkit listrik tenaga uap. Akan tetapi pada reaktor listrik tenaga uap, energi panas yang dihasilkan didapat dengan memanaskan air menggunakan bahan bakar seperti batu bara, gas atau minyak tanah, sehingga uap yang dihasilkan bisa menggerakkan turbin uap, selanjutnya turbin akan menggerakkan generator penghasil listrik.
 |
| Pembangkit listrik tenaga uap |
Sebaliknya pada pembangkit listrik dengan reaktor fusi listrik, energi panas yang dihasilkan berasal dari plasma tokamak (pemanas) yang disuply dari proses difusi nuklir. Tokamak tersebut akan membuat blanket (selimut panas) tetap stabil pada 108 Kelvin, teori penstabilan panas pada suhu tinggi tersebut menggunakan kriteria Lawson (tahun 1957), sehingga membuat air menguap dan menggerakan turbin uap, dari turbin uap tersebut akan menggerakan generator yang menghasilkan listrik.
 |
| Pembangkit listrik dengan Fusi Nuklir |
Keunggulan dan keamanan
Jika dibandingkan dengan proses fisi, reaksi fusi memiliki keunggulan pada pengaturan laju reaksi. Meski proses inisiasi (awal) relatif rumit, laju reaksi pada reksi fusi lebih mudah di kontrol. Selain itu, kemungkinan adanya reaksi samping bisa dikatakan nyaris mendekati nol.
Hampir seluruh reaksi akan mengikuti jalur reaksi tunggal dan ini mengurangi kemungkinan terjadinya ledakan karena adanya reaksi samping. Dilihat dari senyawa yang terlibat dalam reaksi, hanya tritiumlah yang memiliki kadar radioaktif dan tritium sendiri hanyalah senyawa antara.
Bertitik tolak dari sini, layaklah kita menunggu bagaimana kelanjutan perkembangan proyek ITER yang megah ini. Semoga tujuan dari pengembangan ITER sebagai sumber pembangkit tenaga yang aman dan ramah lingkungan dapat tercapai.
Wassalam,
DK
Sumber:
No comments:
Post a Comment