Saya memiliki pemahaman yang sangat komprehensif tentang tantangan besar yang diperlukan untuk menciptakan tenaga fusi nuklir komersial. Inilah mengapa saya lebih optimis tentang fisi nuklir garam cair. Saya mencoba menjelaskan ini dalam dua video. Namun, ini adalah topik yang kompleks. Saya akan mencoba untuk menyatakan ini sejelas dan sesingkat mungkin di sini.
Seberapa Jauh dalam Fusi Nuklir Komersial?
Saya percaya terobosan teknologi masih diperlukan. Beberapa dekade terakhir pekerjaan untuk fusi nuklir telah didominasi oleh proyek Tokomak (ITER, JET dan Tokomak Korea Selatan dan Tokomak Cina). Tokomak menyimpan plasma fusi nuklir dalam medan magnet berbentuk donat. Dibutuhkan bertahun-tahun bagi proyek untuk membangun upaya untuk menciptakan fusi selama beberapa detik dan fusi kira-kira 1000X kali lipat dari energi bersih nyata.
Ada banyak cara untuk mencoba mengembangkan fusi nuklir untuk menghasilkan tenaga. Nilai tunggal dimulai untuk memberi tahu kami seberapa dekat eksperimen fusi dengan daya bersih: produk rangkap tiga fusi. Produk rangkap tiga adalah produk dari tiga atribut plasma fusi:
n kerapatan ion dalam plasma (ion/meter kubik)
T suhu ion tersebut (keV2)
E waktu kurungan energi (detik)
Reaksi fusi dengan ambang tiga produk terendah (alias paling dapat dicapai) adalah fusi deuterium dan tritium (DT), dua isotop hidrogen. Pembangkit listrik fusi yang menggunakan bahan bakar DT akan memiliki produk rangkap tiga sekitar 5×10^21 m-3 keV s atau lebih besar. Ada banyak persyaratan lain untuk pembangkit listrik yang layak secara komersial tetapi produk rangkap tiga adalah tonggak teknis minimum.
Sebuah properti bagus dari produk rangkap tiga adalah bahwa itu tidak tergantung pada skema tertentu yang digunakan untuk membuat plasma fusi sehingga dapat digunakan untuk membandingkan kinerja di berbagai jenis pendekatan untuk fusi. Ini adalah jumlah yang berarti dalam skema kurungan magnetik (tokamaks, stellarators), skema kurungan inersia (laser fusion), dan skema magneto-inersia (MagLIF, kompresi FRC).
Eksperimen reaktor multi-miliar JET (Joint European Torus) telah beroperasi selama beberapa dekade. Saya pikir itu sekitar 100 juta euro per tahun atau lebih untuk pendanaannya. Pada Maret 2019, Pemerintah Inggris dan Komisi Eropa menandatangani perpanjangan kontrak untuk JET. Ini menjamin operasi JET hingga akhir 2024 terlepas dari situasi Brexit. Pada bulan Desember 2020, peningkatan JET mulai menggunakan tritium, sebagai bagian dari kontribusinya kepada ITER. Pada 21 Desember 2021, JET memproduksi 59 megajoule menggunakan bahan bakar deuterium-tritium sambil mempertahankan fusi selama lima detik, mengalahkan rekor sebelumnya 21.7 megajoule dengan Q = 0.33, yang ditetapkan pada 1997. Steven Krivit menunjukkan bahwa dibutuhkan sekitar 700 megawatt listrik untuk menghasilkan 59 megajoule selama lima detik. Q = 0.33 adalah 33% dari energi masuk dan keluar plasma. 700 megawatt untuk menyalakan ini selama lima detik akan menjadi sekitar 3.5 miliar joule untuk mengeluarkan 59 megajoule dari plasma. Daya dinding sekitar 60 kali lebih kecil dan kemudian daya yang keluar dari plasma perlu diubah kembali menjadi listrik. Ini masuk ke angka yang lebih jujur dari fusi LPP. Eksperimen daya fusi berada pada seperseribu persen total listrik keluar versus listrik masuk.
Dunia hanya memiliki 25 ton Tritium. Itu tidak terjadi secara alami. Reaktor fusi DT (deuterium dan tritium) yang menghasilkan gigawatt akan membutuhkan sekitar 150 ton Tritium per tahun. Tritium saat ini diproduksi di air berat CANDU (Kanada) membuat reaktor fisi nuklir.
Reaktor fusi DT rencana perlu mengatasi banyak pemuliaan Tritium. Ini berarti menghasilkan banyak neutron murah untuk secara efisien mengubah lithium menjadi Tritium. Ini seperti mengatakan bahwa kita akan memiliki rencana fisi nuklir untuk membuat Plutonium dalam jumlah yang melimpah. Plutonium tidak terjadi di alam tetapi Anda dapat membuatnya dengan mereaksikan Uranium 238 dengan neutron. Uranium 238 adalah 94% dari apa yang orang sebut limbah nuklir. Uranium 238 adalah sekitar 99.3% dari Uranium yang terjadi secara alami dan 97% dari batang bahan bakar nuklir segar saat ini.
Sebuah negara yang dapat menghasilkan banyak neutron murah untuk membiakkan banyak Tritium berarti negara itu juga dapat membiakkan banyak Plutonium. Setiap negara yang dapat membiakkan banyak Plutonium dapat membuat banyak bom fisi nuklir.
Saya sebenarnya relatif baik-baik saja dengan ini karena saya pikir bom fisi nuklir akan menjadi usang. Dunia akan maju ke teknologi yang jauh lebih baik dalam ruang dan energi maka daya rusak bom fisi tidak akan menjadi strategis militer dan akan menjadi kurang penting secara militer. Bukan berarti proliferasi harus didorong. Langkah-langkah harus diambil untuk tidak bodoh, tetapi dunia dengan penguasaan nuklir untuk energi dan penggerak ruang angkasa akan berarti dunia di mana senjata nuklir relatif sepele. Mereka akan menjadi seperti bom molotov.
Berhasil mengembangkan fusi nuklir untuk energi harus melampaui semua tingkat kecil daya yang dihasilkan saat ini relatif terhadap daya yang digunakan dan melakukannya secara ekonomis. Proyek Tokomak harus secara implisit menghasilkan kekuatan positif bersih ini sambil menahan plasma selama bertahun-tahun, bukan beberapa detik. Saya suka proyek fusi nuklir yang berencana untuk tidak menahan plasma. Proyek-proyek tersebut menggunakan daya berdenyut. Mereka secara singkat (sepersekian detik) menciptakan kondisi fusi dan mencoba untuk mendapatkan daya dalam jumlah besar dan mengeluarkan daya tanpa menggunakan turbin. Menggunakan turbin berarti mempertahankan fusi seperti pembangkit fisi nuklir yang sekarang beroperasi seperti pembangkit listrik tenaga batu bara. Turbin bekerja dengan sejumlah besar panas berkelanjutan. Pikirkan kebakaran batu bara yang terkandung secara besar-besaran.
LPP Fusion adalah perusahaan kecil yang mencoba untuk mencapai fusi nuklir tingkat lanjut yang hanya memiliki dana beberapa juta dolar. Namun, persentase daya masuk ke persentase daya keluar mereka sangat dekat dengan JET besar (Joint European Torus). LPP Fusion, Helion Energy, HB11 Fusion, TAE mencoba menggunakan bentuk fusi berdenyut. Lihat gambar teratas di artikel ini. Sorotan paket LPP Fusion ada di bawah.
Saya juga lebih suka proyek untuk reaksi fusi tingkat lanjut. 1 Miliar derajat bukannya 100 juta derajat.
Ini adalah gambar spreadsheet pelacakan proyek fusi nuklir saya.
Berikut adalah beberapa slide dari LPP Fusion.
Brian Wang adalah Pemimpin Pemikiran Futuris dan blogger Sains populer dengan 1 juta pembaca per bulan. Blognya Nextbigfuture.com berada di peringkat #1 Blog Berita Sains. Ini mencakup banyak teknologi dan tren yang mengganggu termasuk Luar Angkasa, Robotika, Kecerdasan Buatan, Kedokteran, Bioteknologi Anti-penuaan, dan Nanoteknologi.
Dikenal karena mengidentifikasi teknologi mutakhir, dia saat ini adalah salah satu pendiri startup dan penggalangan dana untuk perusahaan tahap awal yang berpotensi tinggi. Dia adalah Kepala Riset untuk Alokasi untuk investasi teknologi dalam dan Angel Investor di Space Angels.
Sering menjadi pembicara di perusahaan, dia telah menjadi pembicara TEDx, pembicara Universitas Singularitas dan tamu di berbagai wawancara untuk radio dan podcast. Dia terbuka untuk berbicara di depan umum dan memberikan nasihat.
