How close are we to powering the world with nuclear fusion? - George Zaidan

Translator: REGINA GUNADI Reviewer: Indah Setiawan

In the time it takes to snap your fingers,

Dalam waktu kurang dari sedetik,

the Sun releases enough energy to power our entire civilization for 4,500 years.

Matahari melepaskan energi yang cukup untuk memberi daya seluruh peradaban kita

selama 4.500 tahun.

So naturally, scientists and engineers have been working to build

Jadi, tentu saja para ilmuwan dan insinyur berusaha untuk membangun

a miniature star here on Earth... to plug into our power grid.

miniatur bintang di sini di Bumi...

dan menyambungnya ke jaringan listrik kita.

And the thing is, we already kind of have.

Dan kenyataannya, kita sudah berhasil membangunnya.

It just doesn’t look like a tiny star floating in a lab.

Hanya saja, itu tak terlihat seperti bintang kecil yang mengambang di lab.

The stars are made of an almost incomprehensible number of particles,

Bintang-bintang terbuat dari partikel yang jumlahnya hampir tidak bisa dihitung,

which gravity compresses into a super dense core.

yang dimampatkan oleh gravitasi menjadi inti yang sangat padat.

This core is hot and dense enough to force atomic nuclei together,

Inti ini cukup panas dan padat hingga memaksa inti atom menyatu,

forming larger, heavier nuclei in a process known as fusion.

membentuk inti yang lebih besar dan berat melalui proses yang dikenal sebagai fusi.

The reverse process, where one atom splits into two, is called fission.

Proses sebaliknya, di mana satu atom terbelah menjadi dua, disebut fisi.

In both processes, the mass of the end products is slightly less

Dalam kedua proses, massa produk akhir sedikit lebih kecil

than the mass of the initial atoms.

dari massa atom awal.

But that lost mass doesn’t disappear—

Namun, massa yang hilang itu tidak benar-benar hilang—

it’s converted to energy according to Einstein’s famous equation.

ia berubah menjadi energi menurut persamaan terkenal Einstein.

And since c² is such a massive number,

Dan karena c² adalah angka yang sangat besar,

both fission and fusion generate a lot of energy.

baik fisi maupun fusi menghasilkan banyak energi.

Fusion in our Sun mostly produces helium nuclei.

Fusi di Matahari kita sebagian besar menghasilkan inti helium.

In the most common pathway, two protons fuse to form a deuterium nucleus,

Dalam proses yang paling umum,

dua proton bergabung membentuk inti deuterium,

which then fuses with another proton to form a helium-3 nucleus,

yang kemudian menyatu dengan proton lain untuk membentuk inti helium-3,

which then fuses with another helium-3 nucleus to form a helium-4 nucleus.

yang kemudian menyatu dengan inti helium-3 lain

untuk membentuk inti helium-4.

But there’s a catch— that first step is incredibly rare.

Tetapi ada masalah— langkah pertama itu sangat jarang.

Only 1 in 100 septillion collisions between protons

Hanya 1 dari 100 septillion tabrakan antara proton

results in a deuterium nucleus.

menghasilkan inti deuterium.

In the Sun this isn’t a problem because there are so many protons

Pada Matahari, ini bukan masalah karena ada begitu banyak proton

that even a reaction this rare happens all the time.

sehingga bahkan reaksi se-langka ini terjadi sepanjang waktu.

But on Earth, researchers rely on a more easily reproducible reaction,

Tetapi di Bumi, para peneliti mengandalkan reaksi yang lebih mudah direproduksi,

where a deuterium nucleus fuses with a tritium nucleus

di mana inti deuterium menyatu dengan inti tritium

to form a helium-4 nucleus and a neutron.

untuk membentuk inti helium-4 dan sebuah neutron.

We’ve actually been doing reactions like this one inside particle accelerators

Kita sebenarnya telah melakukan reaksi seperti ini dalam akselerator partikel

since the 1930s.

sejak tahun 1930-an.

But these accelerators are not designed to harness the energy this reaction releases.

Namun, akselerator ini tidak dirancang untuk memanfaatkan energi dari reaksi ini,

Rather, they’re used to generate neutrons

mereka digunakan untuk membuat neutron untuk berbagai tujuan ilmiah dan militer.

for a variety of scientific and military purposes.

Whereas if we want to use fusion to produce limitless energy,

Jika kita ingin menggunakan fusi untuk menghasilkan energi tanpa batas,

we’d need a device that can harness the energy released,

kita butuh perangkat yang bisa memanfaatkan energi tersebut,

channel enough of that energy back into the device to keep the reaction going,

mengembalikan cukup energi itu ke perangkat agar reaksi tetap berjalan,

and then send the rest out to our power grid.

dan kemudian mengirimkan sisanya ke jaringan listrik kita.

And for that job, we need a nuclear fusion reactor.

Dan untuk hal itu, kita butuh reaktor fusi nuklir.

Like a particle accelerator, a reactor would generate helium nuclei and neutrons.

Seperti akselerator partikel,

reaktor akan menghasilkan inti helium dan neutron.

But that reaction would happen in a superhot core

Tetapi reaksi itu akan terjadi di inti yang sangat panas

and the resulting neutrons would shoot outward

dan neutron hasil akan ditembakkan keluar untuk memanaskan lapisan logam litium.

to heat up a layer of lithium metal.

That heat would then boil water,

Panas itu akan merebus air,

generating steam to run turbines and produce electricity.

menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.

Meanwhile, the helium nuclei would stay in the core

Sementara itu, inti helium akan tetap berada di inti

and slam into other nuclei to keep the reaction going—

dan menabrak inti lain untuk menjaga reaksi terus berjalan—

and the electricity flowing.

dan listrik mengalir.

This tech has many practical challenges,

Teknologi ini memiliki banyak tantangan praktis,

including how to confine a swirling mass of million-degree matter.

termasuk cara menahan massa materi bersuhu jutaan derajat yang terus berputar.

But the biggest hurdle is achieving what's called ignition.

Tetapi tantangan terbesar adalah mencapai apa yang disebut pengapian.

An energy technology is only commercially viable

Teknologi energi hanya layak secara komersial

if it puts out more energy than it uses.

jika energi hasil lebih banyak dari yang digunakan.

And a fusion reactor needs a lot of energy to get the core hot enough

Dan reaktor fusi membutuhkan banyak energi untuk membuat inti cukup panas

for fusion to occur.

agar fusi bisa terjadi.

So there’s a tipping point:

Jadi ada titik kritis:

a moment when the fuel is hot enough to start the reaction

saat ketika bahan bakar cukup panas untuk memulai reaksi

and release more energy than is needed to reach and maintain that temperature.

dan melepaskan lebih banyak energi dari yang dibutuhkan

untuk mencapai dan mempertahankan suhu itu.

This is ignition.

Ini adalah pengapian.

Stars reach ignition under the force of huge amounts of gravity,

Bintang-bintang mengalami pengapian akibat pengaruh gravitasi yang besar,

but this approach is impossible on Earth

tetapi pendekatan ini tak mungkin di Bumi karena Anda butuh ribuan kali massa Bumi.

since you’d need thousands of times the mass of, well, the entire Earth.

So researchers typically rely on vast arrays of lasers,

Jadi peneliti biasanya mengandalkan susunan laser yang besar

or methods that combine magnets with high energy particles

atau metode yang menggabungkan magnet dengan partikel energi tinggi

or electromagnetic waves similar to those in your microwave oven.

atau gelombang elektromagnetik, mirip yang ada di oven microwave Anda.

In 2022, scientists at the US National Ignition Facility

Pada tahun 2022, para ilmuwan di Fasilitas Pengapian Nasional AS

demonstrated ignition for the first time ever,

mendemonstrasikan pengapian untuk pertama kalinya,

using 192 lasers to heat deuterium and tritium to 100 million degrees.

menggunakan 192 laser untuk memanaskan deuterium dan tritium

hingga 100 juta derajat.

While this was a huge step forward,

Meskipun ini adalah kemajuan yang besar,

we’re still a ways off from a self-sustaining, long-running reactor

kami masih jauh dari reaktor yang mampu berjalan mandiri dan lama

that produces more energy than it uses.

yang energi hasilnya lebih banyak dari yang digunakan.

Namun setelah beroperasi, reaktor yang relatif kecil ini

But once operational, these relatively small reactors could power a city

bisa memberi daya bagi kota dengan satu juta orang selama setahun

of a million people for a year with just two pickup trucks of fuel.

hanya dengan bahan bakar sebanyak dua truk pick-up.

Today, you’d have to burn roughly 3 million tons of coal

Hingga saat ini, Anda harus membakar sekitar 3 juta ton batu bara

to produce that much energy.

untuk menghasilkan energi sebanyak itu.

That is the promise of fusion:

Itulah janji dari fusi:

limitless, on-demand energy with almost no emissions.

energi tanpa batas dan sesuai permintaan dengan hampir tanpa emisi.

True star power, right here on Earth.

Kekuatan bintang sejati, di sini di Bumi.