Fusi nuklir bisa memberi kita sumber energi yang bersih, efisien, dan tidak terbatas. Tak heran, banyak negara kini berlomba mengembangkannya dalam wujud “Matahari buatan” untuk sumber energi terbarukan di masa depan. 

Fusi nuklir adalah proses di mana bintang-bintang, termasuk Matahari, menghasilkan energi mereka. Dalam reaksi fusi, inti atom ‘menyatu’ bersama untuk membentuk inti yang lebih berat. Agar ini terjadi, inti perlu memiliki energi yang cukup untuk mengatasi gaya tolak yang mereka alami karena keduanya bermuatan positif. Mereka juga membutuhkan peluang bagus untuk saling bertabrakan.

Kondisi tekanan dan suhu yang sangat tinggi ini dapat ditemukan di inti bintang. Tekanan di pusat Matahari, misalnya, adalah 100 miliar kali tekanan atmosfer yang mengejutkan, sementara suhunya mencapai 15.000.000°C.

Dalam kondisi ini, fusi hidrogen menjadi helium dapat dengan mudah dipertahankan. Dalam reaksi fusi, inti yang dihasilkan (jika lebih ringan dari besi) memiliki massa yang sedikit lebih kecil dari inti yang bergabung untuk membentuknya. Massa berlebih itu dilepaskan sebagai energi, dan energi itulah yang menggerakkan bintang-bintang.

Beda reaksi fusi dengan reaksi fisi

Reaksi fusi berbeda dengan reaksi ‘fisi’ yang menggerakkan pembangkit listrik tenaga nuklir. Dalam reaksi fisi, atom berat dan tidak stabil dipecah untuk menghasilkan energi (dan juga produk sampingan radioaktif).

Sebaliknya, tenaga fusi dapat memasok sumber energi yang bersih, efisien, dan tidak terbatas. Hanya dibutuhkan air sebagai bahan bakar (atau lithium) dan nantinya hanya menghasilkan gas helium yang tidak beracun dan inert sebagai produk sampingannya.

Masalahnya adalah, untuk bisa menciptakan kinerja yang bisa memulai, menahan, dan mempertahankan reaksi fusi nuklir diperlukan keahlian rekayasa yang canggih, dan ini menjadi sebuah tantangan. Ada banyak lembaga penelitian yang menangani masalah ini di seluruh dunia.

Matahari buatan berlomba pecahkan rekor

Baru-baru ini, reaktor fusi nuklir EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) atau yang sering disebut Matahari made in China, dalam pengembangan di laboratorium mereka, berhasil mencapai suhu fusi sekitar 70.000.000°C selama lebih dari 17 menit. 

Ini adalah pencapaian yang fantastis, tetapi masih jauh dari sumber energi komersial. Meski begitu, para ilmuwan memperkirakan bahwa energi fusi nuklir akan menjadi hal biasa pada paruh kedua abad ini.

Selain China, impian menggunakan fusi nuklir untuk menciptakan pasokan energi yang aman dan efisien juga dikembangkan di negara lain. Para ilmuwan di Joint European Torus (JET) dekat Oxford, Inggris, telah menggunakan reaktor mereka untuk menghasilkan jumlah energi terbesar yang pernah ada dalam reaksi fusi berkelanjutan.

Dalam percobaan yang dilakukan pada Desember 2021, tim menggunakan JET untuk menghasilkan total 59 megajoule energi panas selama periode lima detik. Rekor sebelumnya sebesar 22 megajoule dibuat oleh JET pada tahun 1997.

“Catatan, dan yang lebih penting, hal-hal yang telah kami pelajari tentang fusi dalam kondisi ini dan bagaimana hal itu sepenuhnya mengkonfirmasi prediksi kami, menunjukkan bahwa kami berada di jalur yang benar menuju dunia energi fusi masa depan,” kata Profesor Tony Donné, manajer program EUROfusion, dikutip dari Science Focus. 

“Jika kami dapat mempertahankan fusi selama lima detik, kami dapat melakukannya selama lima menit dan kemudian lima jam saat kami meningkatkan operasi kami di mesin masa depan,” sambungnya. 

Saat ini, di Marseille, Prancis, sedang dibangun International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Ditetapkan untuk menjadi reaktor nuklir terbesar di dunia, ITER merupakan Matahari buatan hasil kolaborasi antara 35 negara, termasuk setiap negara bagian di Uni Eropa, Inggris, China, India, dan Amerika Serikat (AS).

ITER mengandung magnet paling kuat di dunia, membuatnya mampu menghasilkan medan magnet 280 ribu kali lebih kuat dari yang ada di sekitar Bumi. Reaktor fusi ini ditargetkan mulai beroperasi pada tahun 2025, dan akan memberi para ilmuwan lebih banyak wawasan tentang kepraktisan memanfaatkan kekuatan yang meniru fusi Matahari. 

Sementara itu, di tempat lain, reaktor fusi pertama yang layak dapat diselesaikan di AS segera pada tahun 2025, dan sebuah perusahaan Inggris berharap dapat secara komersial menghasilkan listrik dari fusi pada tahun 2030.

Jadi, di masa depan sepertinya kita akan memiliki beberapa Matahari buatan. Bagaimana menurut kalian, apakah fusi nuklir adalah jawaban untuk sumber energi terbarukan? (E03)