Fusion sering disebut sebagai bentuk energi paling dekat dengan “tak terbatas” yang mungkin dicapai manusia. Alasannya sederhana: proses ini meniru sumber tenaga Matahari, yaitu penggabungan inti atom ringan yang melepaskan energi sangat besar tanpa emisi karbon langsung dari proses pembakarannya.
Di balik janji besar itu, fusion tetap menghadapi tantangan teknik yang luar biasa rumit. Para ilmuwan harus memanaskan plasma hingga puluhan hingga ratusan juta derajat Celsius, menahannya cukup lama, lalu membuat sistemnya efisien, stabil, dan layak secara ekonomi agar bisa berubah dari eksperimen laboratorium menjadi pembangkit listrik nyata.
Apa yang Membuat Fusion Begitu Menarik
Fusion bekerja ketika dua inti atom ringan, biasanya isotop hidrogen, bergabung menjadi inti yang lebih berat dan melepaskan energi. Proses ini berbeda dari fisi, yang memecah atom berat seperti uranium dan menjadi dasar sebagian besar reaktor nuklir saat ini.
Vincent Tang, principal deputy director di National Ignition Facility dan Lawrence Livermore National Laboratory, menjelaskan logika dasarnya secara sederhana: atom cenderung mencari kondisi yang lebih stabil, dan ketika mereka mencapai kondisi itu, energi dilepaskan sebagai panas atau cahaya. Dalam fusion, target stabilitas itu biasanya helium-4, salah satu inti yang sangat kuat ikatannya.
Mengapa Deuterium dan Tritium Jadi Pilihan Utama
Bahan bakar yang paling banyak dibicarakan dalam riset fusion adalah deuterium dan tritium, dua isotop hidrogen. Kombinasi ini dipilih karena lebih mudah menyatu pada suhu lebih rendah dibanding pasangan isotop lain, sekaligus menawarkan potensi energi yang sangat besar.
Menurut data dalam artikel referensi, satu gram bahan bakar deuterium-tritium dapat menghasilkan energi setara 2.400 galon minyak. Deuterium juga relatif mudah diperoleh dari air laut, sementara tritium jauh lebih langka dan hanya tersisa sekitar 25 hingga 30 kilogram secara global, dengan harga sekitar $35.000 per gram.
- Deuterium: tersedia dalam jumlah besar di lautan.
- Tritium: sangat langka dan memiliki paruh waktu sekitar 12 tahun.
- Lithium-6: dapat dipakai untuk “membiakkan” tritium di dalam reaktor masa depan.
Keterbatasan tritium menjadi alasan mengapa banyak peneliti menilai sistem pembiakan tritium akan menjadi komponen penting dalam pembangkit fusion komersial.
Dua Jalur Utama Menuju Pembangkit Fusion
Saat ini, riset fusion bergerak melalui dua pendekatan besar. Jalur pertama adalah magnetic confinement, yang memakai medan magnet kuat untuk menahan plasma panas agar tidak menyentuh dinding reaktor.
Reaktor tokamak menjadi contoh paling terkenal dari pendekatan ini. Bentuknya menyerupai donat dan memanfaatkan magnet superkonduktor untuk “membotolkan” plasma, sementara desain lain seperti stellarator mencoba menyelesaikan masalah stabilitas dengan konfigurasi magnet yang berbeda.
Pendekatan kedua adalah inertial confinement, yang tidak mengandalkan magnet, melainkan ledakan sangat singkat dari energi laser untuk memampatkan bahan bakar hingga terjadi fusi. Pada 5 Desember 2022, ilmuwan di National Ignition Facility menembakkan 192 laser ke sebuah target kecil dan mencatat hasil bersejarah: energi yang keluar dari reaksi melampaui energi yang masuk ke target.
Mengapa Ignition Jadi Titik Balik Besar
Hasil di National Ignition Facility disebut sebagai ignition, yaitu momen ketika reaksi fusion mulai menopang dirinya sendiri. Dalam eksperimen itu, fasilitas memberikan 2,05 megajoule energi ke target dan menghasilkan 3,15 megajoule.
Namun, angka yang tampak sederhana itu tidak menceritakan seluruh biaya energi. Karena ada kehilangan energi saat mengonversi laser menjadi x-ray di dalam hohlraum, energi awal yang benar-benar dipakai memicu reaksi diperkirakan hanya sekitar 250 hingga 300 kilojoule, atau sekitar 12 kali lebih kecil dari energi yang dihasilkan.
Hambatan yang Masih Menahan Fusion Keluar dari Laboratorium
Meski momentum riset meningkat, para ilmuwan menilai jalan menuju pembangkit listrik fusion masih panjang. Tantangan paling besar bukan hanya membuat reaksi terjadi, tetapi menjaga plasma tetap stabil, membangun material yang tahan radiasi neutron, dan menciptakan blanket yang mampu mengubah energi fusion menjadi listrik.
Phil Ferguson dari Oak Ridge National Laboratory menegaskan bahwa tiga syarat dasar fusion tetap sama: partikel harus cukup banyak, cukup panas, dan ditahan cukup lama. Artinya, kemajuan di fisika plasma harus dibarengi lompatan di bidang material, manufaktur presisi, dan rekayasa energi.
Apa yang Sedang Dikejar Industri dan Pemerintah
Minat terhadap fusion meningkat tajam setelah terobosan ignition, dan dana swasta ikut mengalir ke berbagai perusahaan rintisan. General Atomics telah mengumumkan rencana pembangunan fusion pilot plant, sementara ITER di Prancis masih menjadi proyek tokamak terbesar di dunia dan ditargetkan mencapai first plasma pada 2025.
Di sisi lain, proyek DEMO disiapkan sebagai jembatan antara eksperimen lab dan pembangkit komersial, meski jadwal operasi penuhnya masih diperkirakan baru pada 2050-an. Sejumlah fasilitas lain seperti Joint European Torus di Inggris, JT-60SA di Jepang, dan D-III D di Amerika Serikat terus dipakai untuk memahami perilaku plasma dan meningkatkan efisiensi reaktor masa depan.
Pada tahap ini, fusion belum menjadi listrik yang mengalir ke jaringan rumah tangga, tetapi terobosan teknis yang dicapai dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa sumber energi yang meniru inti Matahari itu kini bergerak dari teori menuju rekayasa. Jika masalah bahan bakar, material, dan sistem konversi daya bisa diselesaikan, fusion bisa menjadi salah satu sumber energi bersih paling penting dalam sejarah industri modern.
-
-
-
-
