The Secret Force for Limitless Energy? Lasers | Tammy Ma | TED

Translator: Hafizh Al Kapid Reviewer: Sabrina Go

What would you do with the largest laser in the world?

Apa yang akan Anda lakukan dengan laser terbesar di dunia?

Send a beam into space.

Mengirim sinar ke luar angkasa?

Strap the laser to the head of a shark.

Mengikat laser ke kepala hiu?

Or maybe just use it to amuse your cat.

Atau untuk bermain-main dengan kucing?

Well, the laser that I'm talking about

Nah, laser yang saya bicarakan

is nothing like your typical laser pointer.

tidak seperti pena laser Anda.

No, this laser is a thousand times more powerful

Tidak. Laser ini ribuan kali lebih kuat

than the entire US electrical grid.

dari seluruh jaringan listrik di AS.

It's the most energetic laser in the world.

Ini laser paling kuat di dunia.

I guarantee you

Saya jamin

you're going to want to keep your cat far, far away from this laser.

Anda akan menjauhkan kucing Anda dari laser ini.

Now, I'm a physicist,

Saya seorang fisikawan,

so what I would want to do with this laser is something a little bit different.

Jadi yang akan saya lakukan dengan laser ini sedikit berbeda.

I take that laser and split it into almost 200 beams,

Saya ambil lasernya dan membaginya menjadi hampir 200 sinar,

and shine them from every angle onto a little pellet of hydrogen.

dan menyinari mereka dari setiap sudut ke pelet kecil hidrogen.

Hydrogen, that very first element on the periodic table.

Hidrogen, elemen pertama di tabel periodik

I'd use the laser to squeeze and compress that hydrogen

Saya gunakan lasernya untuk meremas dan memadatkan hidrogen itu

until the atoms themselves fuse.

sampai atom-atomnya menyatu (fuse).

That's called fusion.

Inilah yang disebut fusi.

And it’s the same reaction that powers the Sun.

Reaksi yang sama yang terjadi di Matahari.

So with our giant laser,

Jadi dengan laser raksasa,

we could actually create miniature stars right here on Earth.

kita bisa membuat bintang mini di Bumi.

Pretty cool, right?

Cukup keren, kan?

OK, that's the goal.

Oke, itulah tujuannya.

But why?

Tapi kenapa?

Why do we care to do this?

Kenapa kita melakukan hal ini?

Fusion means unlocking a different kind of nuclear power.

Fusi berarti menemukan energi nuklir jenis baru.

Instead of splitting big, heavy atoms, like we do with fission

Alih-alih membagi atom yang berat dan besar seperti halnya fisi

in today's nuclear power plants,

di pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini,

fusion means bringing together the atoms of a light element

fusi artinya menyatukan unsur ringan dari atom

until they merge.

sampai mereka bergabung.

In our case, we're going to use deuterium and tritium.

Dalam kasus ini, kita akan memakai deuterium dan tritium.

They are isotopes of hydrogen, heavy hydrogen.

Keduanya adalah isotop hidrogen berat.

And if we can use our lasers to get them close enough together

Dan jika kita bisa menggunakan laser untuk mendekatkan keduanya

at hot enough temperatures,

dalam suhu yang cukup panas,

and hold them there long enough until they fuse,

dan menahannya cukup lama sampai keduanya menyatu,

what we create on the other side is a helium nucleus and a neutron.

yang akan kita peroleh adalah inti helium dan neutron.

And it just so happens that that helium and neutron

Yang kebetulan helium dan neutron itu

weigh just a little bit less

punya bobot yang lebih ringan

than our deuterium and tritium originally did.

dari deuterium dan tritium.

So we're going to take that differential in mass

Perbedaan massa itu akan kita ambil

and put it into an equation that everybody knows really well.

dan memasukannya ke dalam rumus terkenal.

Einstein's E equals --

Einstein, E sama dengan --

Audience: MC squared.

Penonton: MC kuadrat.

Tammy Ma: E equals MC squared.

E = MC kuadrat.

Where that "m" is that differential in mass,

Di mana “M” itu perbedaan massa,

we're going to multiply by "c," the speed of light,

dikalikan dengan “C”, kecepatan cahaya,

a huge, huge number squared,

angka yang sangat besar dikuadratkan,

and with that, get a tremendous amount of energy out.

dan dengan itu, sejumlah besar energi akan diperoleh.

How tremendous?

Seberapa besar?

Well one single pound of fusion fuel has the same amount of energy

0,5 kilogram bahan bakar fusi menghasilkan sejumlah energi

as 5,000 barrels of oil,

setara 800 ribu liter minyak,

or 3.5 million pounds of coal.

atau 1750 ton batu bara.

So fusion is the ultimate energy source,

Fusi adalah sumber energi utama,

not least because the fuel that we need for fusion is also very abundant.

bukan hanya karena bahan bakar untuk fusi sangat melimpah.

Deuterium is naturally occurring in seawater.

Deuterium secara alami ada di laut.

About one in every 7,000 particles is D2O instead of H2O.

Satu dari setiap 7.000 partikel adalah D2O, bukan H2O.

And tritium, we know how to breed from lithium.

Dan tritium, kita bisa memanennya dari lithium.

So conceivably we actually have enough fusion fuel on Earth

Jadi bisa dibayangkan kita punya cukup bahan bakar fusi di bumi.

to last us 30 billion years

untuk hingga 30 miliar tahun

of human consumption at today's levels.

untuk konsumsi manusia dengan level sekarang.

If you ask me, I'd call that energy security.

Jika Anda tanya saya, saya menyebutnya keamanan energi.

Fusion is also clean energy.

Fusi juga merupakan energi bersih.

In our equation,

Dalam persamaan,

it was a deuterium plus a tritium gave us a helium.

deuterium ditambah tritium menghasilkan helium.

Carbon is nowhere in that equation.

Tak ada karbon dalam persamaan itu.

Fusion is also inherently safe.

fusi juga aman dalam dirinya sendiri.

In order to start a fusion reaction,

Untuk memulai reaksi fusi,

we first have to put energy into the system to make the atoms fuse.

kita harus memasukkan energi ke dalam sistem untuk menyatukan atom.

So if you ever want to stop a fusion reaction,

Jika Anda ingin menghentikan reaksi fusi,

you just cut off that initial energy source.

tinggal Anda potong ujung sumber energinya.

Fusion will create waste,

Fusi akan menghasilkan limbah,

but it's not the kind of waste that will last for tens

tapi bukan limbah yang bertahan dalam

puluhan atau ratusan ribu tahun.

or hundreds of thousands of years.

Instead, the low-level nuclear waste of fusion

Sebaliknya, limbah fusi dalam bentuk nuklir tingkat-rendah

can decay away in just decades.

dapat membusuk dalam beberapa dekade.

And that means we can place fusion power plants almost anywhere,

Dan itu berarti pembangkit listrik tenaga fusi bisa ditempatkan di manapun,

near large population centers and big cities,

dekat pusat kota yang padat populasi,

and fusion power plants would be compatible

dan pembangkit listrik tenaga fusi cocok

with our current grid infrastructure or the smart grids of the future.

dengan jaringan infrastruktur terkini atau jaringan cerdas di masa depan.

And finally, fusion energy is also flexible energy.

Dan terakhir, tenaga fusi juga tenaga yang fleksibel.

Energy when you need it and can come in different forms.

Tenaga yang dapat tersedia dalam berbagai bentuk.

Electricity to power our homes,

Listrik untuk menyalakan rumah kita,

but also high-temperature heat for industrial use.

tapi juga panas dengan suhu tinggi untuk keperluan industri.

Now, to be fair, there are some downsides to fusion, too.

Sekarang, supaya adil, fusi juga punya kelemahan.

Fusion is incredibly complex and incredibly difficult.

Fusion sangatlah kompleks dan sulit.

The development of fusion has been and will be expensive.

Pengembangan fusi sudah dan akan mahal.

But the potential benefits of fusion are so great that it is worth it.

Tapi potensi keuntungan fusi yang sangat besar sepadan dengan harganya.

All right, so how do we actually make fusion work here on Earth?

Baiklah, jadi bagaimana sebenarnya fusi itu bekerja di Bumi?

Well, that's the problem that we've been working on

Itulah masalah yang sedang kita hadapi

for nearly 60 years now.

untuk hampir 60 tahun.

Let's go back to that ginormous laser.

Mari kita kembali ke laser raksasa tadi.

It's called the National Ignition Facility, or NIF,

Itu disebut National Ignition Facility, atau NIF,

at the Lawrence Livermore National Lab.

di Lab Nasional Lawrence Livermore.

The NIF is the world's largest, most energetic laser,

NIF adalah laser terbesar dan terkuat,

housed in a building the size of three American football fields,

bertempat di bangunan seukuran tiga kali lapangan sepak bola Amerika.

side by side and ten stories tall.

dan sepuluh lantai.

It's not just one laser.

Itu bukan hanya satu laser.

It's actually 192 separate lasers,

Sebenarnya ada 192 laser terpisah,

and each one alone is one of the most energetic in the world.

dan tiap satunya adalah yang terkuat di dunia.

And we're going to combine all 192 of those lasers

Dan 192 laser itu akan kita gabungkan

and shine them on a little fuel pellet

dan menyorotkannya pada pelet kecil bahan bakar

about the size of a peppercorn.

seukuran biji lada.

Alright, let me take you into the facility and give you a closer look.

Baiklah, mari kita lihat fasilitas itu lebih dekat.

The laser starts as a little pulse of light,

Laser mulai dengan menembakkan cahaya kecil,

the fraction of the energy of a typical laser pointer.

fraksi energi seperti pena laser.

We're going to split that beam into 192 ways.

Kita lalu membagi sinar itu ke dalam 192 jalur.

And those beams are now going to bounce back and forth across this giant facility,

Dan sinar-sinar itu akan memantul-mantul dalam fasilitas raksasa ini.

each beam passing through hundreds of slabs of laser glass

setiap sinar melewati ratusan lempengan kaca laser

getting boosted up in energy.

meningkatkan energinya.

In total, each beam is going to travel nearly a mile

Secara total, setiap sinar menempuh jarak hampir 1,6 KM

and get amplified up a million billion times in energy

dan energinya teramplifikasi jutaan miliaran kali

and expanded in size from a little pinprick

ukurannya diperluas dari selebar lubang jarum

to over a square foot.

ke lebih dari 1 meter persegi.

And then all 192 laser beams are going to get directed

Lalu 192 sinar laser akan diarahkan

towards the fusion chamber.

ke ruang fusi.

Half the laser beams go up and half come down,

Setengah sinar akan naik dan setengahnya turun,

and they're going to direct and concentrate their light

dan mereka akan saling mengarah dan memusatkan cahaya

on a tiny cylinder that sits right in the middle,

pada silinder kecil yang ada di tengah,

about the size of a pencil eraser.

seukuran penghapus pensil.

The lasers go into that cylinder

Laser masuk ke dalam silinder itu

and create a bath of X-rays

dan membuat rendaman sinar X

that then envelop the little fuel pellet

dan merendam pelet kecil bahan bakar

that sits right in the middle.

yang berada tepat di tengah.

Those X-rays are so intense

Sinar-X itu begitu kuat

that they start blowing off the shell of that pellet like a rocket.

sehingga mereka mulai meledakkan cangkang pelet itu seperti roket.

And then by conservation of momentum,

Dan kemudian dengan kekekalan momentum,

the rest of the capsule squeezes inward,

sisa kapsulnya teremas ke dalam,

equal and opposite reaction.

aksi reaksi.

We're going to reach temperatures of over 180 million degrees Fahrenheit,

Kita akan mencapai suhu lebih dari 100 juta derajat Celcius.

hotter than the center of the Sun,

lebih panas dari pusat Matahari,

and pressures that would feel like 100 billion Earth atmospheres

dan tekanannya akan terasa seperti 100 miliar kali atmosfer Bumi

pressing down on you.

menekanmu.

And then we start a little spark right in the center,

Dan kemudian mulai ada percikan kecil tepat di tengahnya,

which then propagates through more of that fuel,

yang kemudian merambat melalui bahan bakar itu,

creating a miniature star,

membentuk bintang mini,

and with it a huge burst of energy.

dan terjadilah letupan energi yang sangat besar.

And if we do it right,

Jika dilakukan dengan benar,

we can actually get a whole lot more energy out

energi yang keluar bisa kita peroleh lebih banyak

than the energy that went in to start all of this.

dari energi yang masuk untuk memulai proses ini.

(Applause)

(Tepuk tangan)

I know, it sounds really easy, right?

Aku tahu, kedengarannya mudah, kan?

(Laughter)

(Tawa)

Well, obviously this is a story that bridges enormous scales.

Yah, jelas ini adalah cerita yang menjembatani skala besar.

The temperature and density of a star focused in on the atomic level.

Suhu dan kerapatan bintang terfokus pada tingkat ukuran atom.

Remember how I said that laser is a thousand times the power

Ingatkah yang kubilang bahwa tenaga laser itu ribuan kali lipat

of the US electrical grid?

dari seluruh jaringan listrik AS?

Well, power is defined as energy per unit time.

Tenaga didefinisikan sebagai energi per satuan waktu.

So what we're doing is taking a huge amount of energy

Jadi kita mengambil energi yang sangat besar

and compressing it down into just nanoseconds.

dan memadatkannya dalam nano-detik.

And that's why every time we fire the lasers,

Itulah sebabnya setiap laser ditembakkan,

the lights don't flicker across the globe.

cahayanya tak berkedip di dunia.

But we are able to create conditions that are the hottest

Tapi kita mampu menciptakan kondisi yang paling panas

in the entire solar system.

di seluruh tata surya.

All right, so I know what you guys are all thinking.

Baiklah, aku tahu yang kalian pikirkan.

Like, how could this actually possibly work, right?

Seperti, bagaimana ini bisa begitu, kan?

And who would be crazy enough to try?

Dan orang gila mana yang akan mencobanya?

Well, tens of thousands of scientists and engineers around the world,

Puluhan dari ribuan saintis dan insinyur di seluruh dunia,

including me.

termasuk aku.

And scientists are trying all different approaches to fusion.

Dan para ilmuwan mencoba segala macam pendekatan untuk fusi.

Not just giant lasers, but sometimes giant magnets.

Tak hanya laser raksasa, tapi juga magnet raksasa.

Things that have cool names like tokamaks or stellarators

Nama-nama keren seperti tokamaks atau stellarators

that can help shape and contain the fusion.

membantu membentuk dan menguasai fusi.

And right now, we're actually seeing

Dan saat ini, kita melihat

a whole bunch of new, private start-up fusion companies

sekelompok perusahaan start-up fusi yang baru-baru

pop up all across the globe,

muncul di penjuru dunia,

each one trying a unique and different approach to fusion.

masing-masing mencoba pendekatan yang unik dan berbeda untuk fusi.

It's a whole host of brave and brilliant individuals

Semua itu adalah orang-orang cerdas dan berani

working hard to make this dream a reality.

bekerja keras untuk mewujudkan mimpi ini.

And our team at Lawrence Livermore National Lab

Dan tim kami di laboratorium Nasional Lawrence Livermore

are the stewards of work that started in 1960

mangabdi pada tugas yang dimulai sejak 1960

because of national security.

dengan alasan keamanan.

We need to understand fusion,

Kami perlu memahami fusi,

to understand how to ensure

untuk tahu bagaimana memastikan

that our US nuclear arsenal stays safe and effective.

gudang senjata nuklir AS kita tetap aman dan efektif.

And that is what has provided the steady funding

Dan itu yang telah menjadi donatur tetap

to pursue this very difficult physics challenge over decades.

untuk mengatasi tantangan fisika yang sangat sulit ini selama beberapa dekade.

So yeah, it took us 12 years to build the NIF,

Jadi, ya, perlu 12 tahun untuk membangun NIF,

and we've been doing experiments using it

dan kami melakukan eksperimen dengannya

for nearly 15 years more now.

selama hampir lebih dari 15 tahun.

And in that time, we've improved our physics understanding

Dan dalam waktu itu kami telah meningkatkan pemahaman fisika

and computational simulation models.

dan model simulasi komputasi kami.

We've designed new diagnostic instruments capable of taking better, clearer,

Kami telah merancang alat diagnosis yang lebih baik, lebih jelas,

faster pictures of the experiment.

dan lebih cepat melalui eksperimen.

We've continuously pushed up the laser energy

Kami terus meningkatkan energi laser

and found ways to build better targets.

dan menemukan cara untuk membuat target yang lebih baik.

And guess what?

Dan coba tebak?

In December of 2022, we finally did it.

Pada Desember 2022, kami akhirnya berhasil.

(Applause)

(Tepuk tangan)

Our team at Lawrence Livermore National Lab demonstrated fusion ignition.

Tim kami di Lab. Nasional Lawrence Livermore menunjukkan perapian fusi.

For the very first time in human history,

Pertama kalinya dalam sejarah manusia,

we generated a controlled thermonuclear fusion reaction

kami menghasilkan reaksi fusi termonuklir terkontrol

in the laboratory

di laboratorium

that generated more energy out

yang menghasilkan lebih banyak energi yang keluar

than went in with the lasers to start it.

daripada yang masuk, menggunakan laser.

(Applause)

(Tepuk tangan)

That's right, we were able to light a match

Benar, kami bisa menyalakan korek api

and turn that into a bonfire.

dan mengubahnya menjadi api unggun.

And in the process, release a new form of energy

Dan prosesnya melepas energi bentuk baru

that is a million times more energetic than a chemical reaction.

yang jutaan kali lebih kuat dari reaksi kimia.

And now,

Dan sekarang,

now we've actually been able to repeat ignition four more times

kami benar-benar dapat mengulangi perapian sebanyak lebih dari empat kali

in just the last 15 months,

hanya dalam 15 bulan,

with our most successful experiment

dengan eksperimen paling suksesnya

giving us over twice as much energy out as we put in with the lasers.

menghasilkan energi 2x lebih banyak dari yang kami masukkan dengan laser.

So are we done?

Jadi apa kami selesai?

Well, not quite.

Yah, tidak juga.

In order to move towards that fusion-energy future,

Untuk sampai ke energi-fusi masa depan,

we'll have to figure out how to harness this energy

kami harus mencari cara memanfaatkan energi ini

in a working fusion power plant.

di pembangkit listrik.

And to be clear,

Dan untuk lebih jelasnya,

there's still a long scientific and engineering road ahead.

perjalanan para saintis dan insinyur masih sangat jauh.

Just to build on our successes at NIF,

Untuk membangun kesuksesan di NIF saja,

we'll have to build more efficient lasers,

kami harus membuat laser yang efisien lebih banyak,

mass manufacture targets

targetnya produksi massal,

and figure out robotics for automated operations and more.

dan menciptakan robot untuk operasi otomatis dan lainnya.

The depth and breadth of this challenge

Dalam dan luasnya tantangan ini

will require sustained investment from government and private industry,

membutuhkan investasi yang berkelanjutan dari pemerintah dan industri swasta.

and all of us working together.

dan kerjasama kita semua.

We're all racing to make this a reality,

Kami berlomba untuk mewujudkan ini,

but there's still a lot more work to be done.

tapi masih banyak tugas untuk diselesaikan.

I don't know exactly how long this will all take,

Saya tidak tahu berapa lama ini akan berlangsung,

but I do know that we can do it.

tapi saya tahu kita bisa.

And when we do it,

Dan saat kita berhasil,

when we make fusion energy a reality,

membuat energi fusi untuk kehidupan,

energy will become so plentiful

energi akan menjadi begitu berlimpah

that it will no longer be a limited resource.

sehingga tak ada lagi sumber daya yang terbatas.

This will change the world as we know it.

Ini akan mengubah dunia yang kita kenal.

When energy becomes essentially unlimited,

Saat energi menjadi tak terbatas,

there are unlimited ways to use this energy.

cara penggunaannya pun tak terbatas.

Every country will be energy independent.

Setiap negara akan mandiri energi.

Standards of living will rise around the world,

Standar hidup akan meningkat di seluruh dunia,

and we'll be able to use energy in creative new ways as well,

dan kita mampu menggunakan energi dengan cara yang tak terbayangkan.

like carbon capture at scale to combat climate change.

seperti menangkap karbon skala besar untuk mengatasi perubahan iklim.

Vertical farming for delicious, sustainable food for all,

Pertanian vertikal untuk makanan lezat dan berkelanjutan untuk semua,

and desalination of seawater

dan menyuling air laut

so that everybody has access to clean water.

sehingga semua orang memiliki air bersih.

We can do all this and more with fusion.

Kita bisa melakukan itu dan banyak lagi dengan fusi.

Fusion can ignite that future.

Fusi dapat memicu masa depan itu.

Thank you.

Terima kasih.

(Applause)

(Tepuk tangan)