Widvanuklida :\ll.2 "01.1. F~h. 1')')')

PERKEMBANGAN RlSET ENERGI FUSI

Mukhis Akhadi'

ABSTRAKPERKEMBANGAN RlSET ENERGI FUSl. Reaksi fusi diyakini merupakan satu satunyasumber energi bagi matahari dan bintang-bintang lainnya. Reaksi itu melibatkanpenggabungan empat bauah inti H membentuk satu buah inti He. Dalam usaha mencarisumber energi bam yang bersih dan ramah lingkungan. manusia berupaya rneniru proses fusidalam matahari. Untuk mendapatkan proses fusi terkendali di muka bumi, manusiamengembangkan reaktor fusi yang disebut tokamak. Beberapa penelitian yang berhubungandengan energi fusi telah dilakukan dengan hasil yang cukup memuaskan. Jika kelak teknologifusi bener-benar dapat dihadirkan di mika bumi, maka reaksi fusi akan berperan sebagaisumber energi bam yang sangat bersih dengan persediaan harnpir tanpa batas. Tulisan iniakan membahas pekembaugan dalam riset energi fusi yang bcrlangsung hingga saat ini.

ABSTRACTDEVELOPMENT IN FUSION ENERGY RESEARCH. Fusion reaction was believed asthe only energy source for sun and other stars. The reaction involve fusion of four H nuclei tobecome one He nuclei. In the effort to find clean and environmentally safe new energysource. people make any effort to imitatefusion process in the sun. To find controlled fusionprocess at earth surface. poaple developed fusion reactor named tokamak. Experiments onfusion reaction have been carried out with quite satisfaction results. If fusion teclmology trulycan be presented at earth surface in the future. fusion reaction will play an important role as avery clean new energy source. with nearly unlimited supply. This paper will describedevelopment in fusion energy experiment that have taken place till this time.

PendahuluanSuplai energi dalam bentuk pancarau

radiasi elektromagnetik dati mataharimcmbcrikan konttibusi yang sangat besarterhadap kchidupan di muka bumi. Tumbuhanhijau mcnv crap cncrgi sinar matahari (Evhv)dan digunakan untuk memproduksikarbohidrat (Cr,HI20r.) dati air (H20) dan gascarbon dioksida (CO:) mclalui prosesfotosintesa Ill. Peran lain yang dimainkanoleh matahari dimuka bumi adalahpenguapan air laut sehingga timbul hujan.bcrperan dalam mcnghasilkan angin scrtabcberapa fungsi lain yang cukup vital bagikehidupan. Bahkan sumbcr-sumber energi

Peneliti Madya Bidang Fisika PSPKR-BA T AN

berupa bahan bakar fosil yang saat 1111

dimanfaatkan oleh man usia. scperti minyakbumi dan batu bara, pada prinsipnyamerupakan bentuk kunia cnergi matahariyang digunakan oleh tumbuh-tumbuhan danmikroorganismc plankton di masa lampau121 Pembangkit Iistrik tcnaga air yangmcngkonvcrsikan air tcrjun menjadi Iistrik.juga bergantung pada matahari. Tanpa daurcuaca yang disebabkan oleh matahari. tidakakan ada hujan turun. sehingga tidak akanada sumber air terjun yang dapatmenggcrakkan turbin pcmbangkit Iisttikterscbut. Pertanyaan yang muncul dari

kcnyataan tersebut adalah: dan manamatahari itu memperoleh sumbcr energi?Ada beberapa kemungkinan yang

dikemukakan untuk mencoba menerangkansumber encrgi bagi matahari Tctapi daribeberapa hipotesis yang dikemukakan.ternvata tidak satupun yang mampumenjawab pertanyaan tadi secara memuaskan.Reaksi kimia tidak mungkin mumpu berperansebagai sumber cncrgi bagi matahari.Andaikata matahari dengan massa sekitar 2 x10"" kg tersusun alas carbon murni ataubatubara. maka pembakaran carbon secarasempurna hanya marnpu mcnsuplai encrgiuntuk mempertahankan pancaran cnerginyaselama beberappa ratus tahun. paling lama1000 tahun 13.·nKcmungkinan sumbcr cnergi yang lain bagi

matahari adalah pcrubahan cnergi gravitasimenjadi panas. Namun bukti-buktimcnunjukkan bahwa jika tcrjadi kontraksipada tubuh matahari. hal itu hanya akanmampu mensuplai satu perscn dari totalenergi yang dipaucarkan matahari. Disamping itu. jika cnergi gravitasi merupakansatu-satunya sumber energi. matahari tidakakan berumur lebih dari :10 jura tahun 14J.Pada saat Charles Darwin dan para ahligeologi abad ke-Iv bcrpcndapat bahwakchidupan di muka bumi telah beriangsungpaling tidak mulai dari ratusan juta tahunsilam, para ahli fisika scperti Lord Kelvin danHerman von Helmholtz (tahun 1850-an) tidakmelihat adanya sumber energi yang mampumempertahankan matahari bersinar demikianlama. Para fisikawan pada saat ituberpandangan bahwa sumber cnergi bagimatahari berasal dan energi gravitasi, yaituterjadinya kontraksi atau penciutan volumematahari 141. Menurut teori llU. energigravitasi yang dilepaskan mencruskantekanan gas matahari ke dalam suatu volumeyang sernakin lama semakin kecil. Helmholtzmempcrhitungkan bahwa pengurangan padadiameter matahari sckitar X5m/tahun akanmempcrtahankan tingkat pancaran encrgimatahari sclama 25 juta tahun mulai dari saatkelahirannya.Perkembangan dalam bidang ilmu

pengetahuan. tcrutama bidaug astrofisika.

Widvanuklida No.2 \'01.1. I'd,. 1'i')')

mengantarkan manusia mendapatkan bukti-bukti bam mengenai matahari. Dari data-data astronomi diperoleh informasi bahwamatahari telah memancarkan energinyasejak kira-kira -l,5 milyar tahun silam 1:11.Ketidakmampuan manusia menemukansumbcr energi konvensional bagi mataharimendorong manusia mcnduga bahwaproses nuklir mcrupakan satu-satunvasumber energi bagi matahari yang dapatditerima. Hal ini didasari oleh kenyataanbahwa reaksi nuklir mampu membcbaskanenergi dalam jumlah yang sangat bcsar. danhanya dengan proses nuklir ini produksienergi dalam matahari dapat dijelaskansccara mcmuaskan,

Pertanyaan berikutnya mengenai sumbcrenergi bagi matahari ini adalah reaksi nuklirjcnis apakah yang terjadi di dalam tubuhmatahari? Data-data astrofisika yang tciahterkumpul menunjukkan bahwa jumlahunsur-unsur berat dalam matahari terlalukecil dibandingkan dengan laju pancarancnergi dan umur matahari Olch sebab itu.reaksi fisi nuklir dalam bentuk pcmbelahanunsur-unsur bcrat seperti U-235 t idakmungkin dapat berpcran sebagai sumbercnergi bagi matahari Ill. Dari hasilpcnyeleidikan diketahui bahwa mataharitersusun atas (jY.5'X. H. 2X% He. 2% unsur-unsur organik scperti C N. dan 0, sedangsisanya 0.5% berupa unsur-unsur logamseperti Mg. Si dan Fe.Dari data tadi terlihat bahwa lebih dari

1)0% tubuh matahari tersusun atas unsur-unsur ringan H dan He. Oleh sebab itu.ditilik dari komposisi materipenyusunannya. reaksi nuklir dalammatahari pasti melibatkan unsur-unsurtersebut. Sedang sifat-sifat fisika dari keduaelemcn tcrsebut tcrnyata sangat mendukungdugaan uu, Rcaksi 1I11 diperkenalkanpertama kali pada tahun 19:11) oleh f fansBe/he. Iisikawan bcrkebangsaan Jerman-Amcrika. Bethc mcnemukan suatu jenisrcaksi nuklir dalam bcntuk pcnggabuugan(rcaksi fusi) inti-inti atom H mcmbcntukinti atom He 131.

20

Produksi Energi Pad a BintangOalam inn bmtang yang bam lahir. graviiasi

menghasilkan suhu yang sangat tinggi yangdibutuhkan untuk menggabungkan inti-intiatom H. Dalam serangkaian rcaksithcrmonuklir. empat inti IH akan mcmbcntuksatu inti clHe. Rantai rcaksi tadi yang jugadisebut siklus hidrogen-hidrogen (H-H)Berikut ini diberikan persamaan reaksi Iusi didalam matahari yang merupakan gabunganrekasi dalam siklus H-H. yaitu :

4 I H -> 4 He + Ze ' + 2 v

Massa inti He yang terbentuk tcrnyata lebihringan dari pada jumlah massa keempat inti Hpcnvusunnya. Hal ini bcrarti ada sebagianmassa yang berubah menjadi cnergi. Energivaug silcpaskan oleh reaksi fusi tersebut dapatdihitung dcngan earn scbagai berikut 14.51 :

Massa 4 inti H = 4.1 :U5X smaMassa I inti He = 4Jl03X7 smaSelisih massa = O.02X71 sma

Karcna I sma = 91 L4X MeV. maka totalcucrgi yang dilepaskan olch penggabungan 4H mcmbcntuk I He adalah: O.02X71 sma x931 AX MeV/sma = 2(,.7 MeV atau 42.7 x urI>erg. Dengan pelepasan energi tersebut. setiappembakaran I kg H mampu melepaskan ().(, x10141. Materi yang hi lang ketika empat inti Hmembcntuk inti He di matahari adalah sckitartujuh ton untuk setiap I.(}(}() ton H yangdiproses.Kccepatan reaksi fusi pada bintang

bergantung pada temperntur dan jumlah intiatom persatuan volume. Scmakin tinggitcmperatur akan semakin cepat gcrakan intisehingga akan Iebih sering tcrjadi tumbukanantar inti-inti. Diperkirakan proses fusi 4 Hmcmbcntuk I He itu terjadi dalam mataharidengan laju 5'()4" lOll kg tiap dctik. denganpclepasan energi 3.7 x JOe' J per dctiknya.Dari jumlah tersebut kira-kira hanva I.X .\tn" J tiap dctiknya jatuh pada pcrmukaanbumi. sebagian bcsar dalam bentuk energiclektromagnetik. Meskipun dcmikian. jumlahenergi yang jatuh di bumi ini icrnvata 10'

Widvunuk lida ","0.2 Vol. 1. r~b. 1')9')

kali lebih besar dibandingkan total cncrgiyang dibangk.itkan di tuuka bumi III.

Reaksi Fusi Tcri{cndaliDilihat dari sudut konsep. proses

terjadinya reaksi fusi memang cukupscderhana. Namun reaksi fusi yangtcrkendali masih sangat sulit unlukdiwujudkan karena masih banyak kendalayang hams diselesaikan. Sebagaimanadalam reaksi nuklir jenis fisi, pada reaksifusi ini juga dikenal adanya reaksi berantaiterkendali dan tak terkendali. Proses fusiberantai tak terkendali memang sudah dapatdiwujudkan di muka bumi dalam bentukledakan hom hidrogen l(' I. 80m yangditemukau oleh Am/rev Sakharovfisikawan berkebangsaan Rusia yang jugadijuluki sebagai bapak born hidrogen -memang bekerja mcmanfaatkau proses fusi.Uji coba bom nuklir jcnis fusi mulaidilakukan baik oleh Amcrika Scrikat.Rusia. Inggris mall pun Pcrancis padasekitar tahun IY50-an.

Pertanyaan lain yang muncul schubungandcngan proses fusi dalam matahari adalah:mcngapa matahari tidak mcledak sepertihalnya bom hidrogcn? Jawaban untukpertanyaan tersebut adalah karena lajureaksi fusi di dalam matahari demikianlambatnya. Sepotong matcri penyusunmatahari dengan ukuran sebesar tubuhmanusia akan melakukan rcaksi fusi danmernbakar habis seluruh materi tcrsebutdengan laju yang lebih lambatdibandingkan laju pengubahan makananmenjadi encrgi di dalam tubuh manusia 17J.Hal ini menunjukkan bahwa reaksi fusi dimatahari berbeda keccpataanya denganrcaksi fusi lcdakan bom hidrogen. Oisamping itu. fusi nuklir dalam mataharimurui mcrupakan pcnggabungan 4 buah intiH membcntuk He yang bcrlangsung sangatlambat. scdang pada born hidrogen, rcaksifusi tcrjadi antara inti deuterium (d) danTritium (T) yang berlangsung lebih ccpat.

Pada iahun 1945. suatu kelompok studi diLos /1lamos, Amerika Scrikat.mcmperkenalkan beberapa konscp dasarmengcnai kemungkinan terjadinya proses

21

fusi nukl ir di laboratorium Ix I. BcrdasarkankOllSCP tcrscbut manusia kcmudianmclakukan risct rcaksi fusi vang scrius.Kcgiatan pcnelitian ini dimulai kira-kira padatahun 19S() di lngris, Rusia dan AmcrikaScrikat. Umumnya kegiatan risct tersebutberada di bawah proyek Komisi Energi.\'uklir. Pada awalnya. semua kegiatanpcnelitian fusi ini tergolong proyek rahasia.Namun mulai tahun 1958. pada suatukonfercnsi internasional kedua tcntangpcnggunaan atom uutuk maksud-maksuddamai. SCl1lU<l negara yang terlibat dalampcnelitian Iusi nuklir melakukau pcmberitaanterang-terangan mcngenai kcrja mercka dalampcnclitian fusi nuklir tersebut.Dalam perjalanan sclanjutnva. bcberapa

pcrtcmuan yang mcmbicarukanpcrkcmbangan dalam penclitian fusi nuklirtcrkontrol tclah dilakukan di bawah sponsorBadan Tennga Atom Intcrnasional (IAEA)191. Pcrtcmuan tcrscbut dilakukan diSoltzburg, Austria tahun 1% I. di Culham.Inggris tahun 1%5. di Xovosibirsk, Rusiatahun I%S dan di Madison. Amerika Scrikattahnn 1971 serta pertemuan-pcrtemuanlainnya dalam waktu-waktu berikutnya.Persetujuan untuk mclakukan kerjasama yanglebih dekat dalam pcnelitian Iusi nuklirditandatangani dalarn pcrtcmuau puncakantara Amcrika Serikat dan Rusia pada tahun11)73. Saat ini kegiatan mcngcnai riset fusisedang giat dilakukan secara besar-bcsaran dibcberapa negara maju. scperti: AmerikaSerikat. Rusin. lnggris. Pcrancis. Jerman.ltalia dan Jepang. Beberapa pcnelitian fusiskala kccil juga dilakukan di Australia.Denmark. Netherlands. Polandia. Swedia danSwitzerland.Untuk mcndapatkan rcaksi fusi di muka

bumi. para pencliti Icbih ccndcrungmcnggunakan bahan bakar fusi bcrupa isotop-isotop hidrogen yaitu deuterium (D) atau (2H)dan tritium (T atau 'H). Salah satu jenis rcaksiyang cukup mendapatkan perhatian adalahrcaksi jenis D-T. karcna penampang Iintangtumbukannya relatif tinggi schingga prosesfusinva dapat bcrlangsung pada tcmpcraturyang relatif rendah III. Ada tiga syarat utama

untuk dapat mclangsungkan reaksi fusi didalam reaktor, yaitu l-ll :

• Kcrapatan partikel (n) yang tinggi.Jumlah partikel yang berinteraksi (Dmaupun T) persatuan volume hamscukup besar untuk rnendapatkanfrekuensi tumbukan antar partikel yangcukup tinggi.

• Tcmperatur plasma (T) yang tinggi.Proses fusi pada prinsipnya adalahpcnggabungan dua inti yang sanuna-sama bermuatau listrik positifschingga kcduanya cendcrung salingtolak-menolak. Oleh scbab itu partikcl) ang akan direaksikan hamsmcmpunyai cukup energi untukmencmbus rintangan Coulombbcrsama. Dalam pembahasan mengenaifusi. tcmperatur sering kali dinyatakandengan nilai encrgi kT (bukan 1,/2 k'T).Temperatur plasma (,.5 keY misaluya.setara dengan 7.5 x 107 K.

• Waktu pengungkungan ('1:) yang lama.Pengungkungan plasma dimaksudkanagar kerapatan dan temperaturnya tetaptinggi.

Dari ketiga persyaratan tcrsebut. duapcrsyaratan yaitu tempcratur plasma danwaktu pengungkungan masih mcrupakankendala utama dalam mewujudkan prosesfusi dalam suatu reaktor.

Dalam matahari. reaksi fusi inti-inti Hterkungkung olch tckanan gravitasimatahari yang luar biasa besarnya. Tekanansctinggi itu tidak dapat diusahakan dalameksperimcn untuk meugontrol reaksi fusi dimuka bumi. Iuilah salah satu kcndala yangdihadapai manusia untuk mcwujudkanproses Iusi berantai terkendali di mukabumi. yaitu mcngontrol danmempertahankan reaksi pada suhu yangdemikian tinggi. Tidak ada satupun jenismaterial yang mampu bertahan dan dapatdipakai sebagai dinding pengungkungproses fusi yang bcrlangsung padatempcratur puluhan hingga ratusan juta K.

Pada temperatur hingga ratusan juta K.atom akan tcrionisasi scmpuma. clcktron-

22

elcktron pada kulit atom terlcpas dari ikataulilt mya , sehingga terbcntuklah apa yangdisebul plasma. Satu-satunya cara uantukmcngungkung plasma super panas tersebuladalah dengan medan magnet yang sangatkuat, Pendekatan cara ini dikenal dengannama pengungkung magnetik (magneticconfinement) [10]. Medan magnet dapat dapatmenghasilkan tekanan yang efektif untukmengungkung plasma dengan tekanansebanding dengan kuat medau magnetnya.Meskipun ada baiasan praktis dalammenghasilkan medan magnet kuat padavolume yang besar. numun cara ini tctapdianggap paling praktis dibandingkan dcnganmetoda pengungkungan plasma lainnya.

Masalah lain yang dihadapi dalammengupayakan reaksi Iusi adalah kemampuanuntuk mcngontrol agar rcaksi fusi tersebutberlangsung secara berantai. Pada saattemperatur plasma mencapai titik yangmemungkinkan terjadinya reaksi fusi. cncrgipanas yang dilepaskan dari proses fusitersebut hams cukup tinggi untukmempertahankan tcmpcratur danmelangsungkan proses fusi berikutnya III J.Dalam hal ini ada satu titik kritis yang disebutkriteria Lawson yang pertama kalidipcrkenalkan oleh ilmuwan Inggris .J. f)l.awson pada tahun IlJ5X. Kritcia Lawsonmengatakan bahwa uutuk opcrasi praktisdalam proses fusi, pclcpasan cncrgi nuklirdari proses fusi hams mclampui jumlah cncrgiyang dipcrlukan untuk mcmpcnahankan agarbahan bakar fusi teiap bcrada dalam bcntukplasma. Kriteria Lawson mcngatakan bahwareaksi tcnnonuklir akan bcrlangsung apabiladiperolch nilai : nr > () x 1013 S.CIll·

1.

Olch kritcria Lawson tadi kita dihadapkanpada dua pilihan untuk mcndapatkan reaksitcnnonuklir. yaitu melakukan pcngungkunganpartikel dalam jumlah besar dalam waktuyang relatif singkat. atau menurunkankerapatan partikel dcngan waktupcngungkungan yang lcbih lama, sambil tctapmcmpcnahankan temperatur plasma. Untukreaksi jenis O-T. titik kritisnya mcmpunyainilai minimum pada plasma bertempcraturkira-kira 200 jura K. sedang reaksi jcnis 0-0.

Widvanuklida No.2 voi.i. hh. 1999

titik kritisnya mempunyai nilai minimumkira-kira 1.000 juta K.

Reaktor Fusi (Tokamak)Untuk mendapatkan reaksi fusi

terkendali. pacta awal tahun I%O-cmilmuwan Rusia Lev Artsimovichmengembangkan reaktor fusi yang disebulTokamak [3]. Istilah tokamak merupakanakronim dalam bahasa Rusia yang berartikamar magnetik toroida (toroidal magneticchamber). Reaktor ini menyerupai kuedonal raksasa yang dilengkapi dengansistem vakum dan medan magnet tinggi.Dalarn pcngujiau, tokamak ini scjak tahun1%8 mulai mendapatkan perhatianintcrnasional setelah sukses besar dalampengungkuugan plasma dcugan magnetdipublikasikan. Selanjutnya konseptokamak ini mengilhami program-programpenelitian fusi di negara-negara majulainnya, seperti Amerika Serikat, negara-negara Eropa Barat dan Jepang.Negara-negara Eropa Barat telah

melakukan kerja sam a dalam penelitian fusidan mengcmbangkan sistem reaktor fusiyang discbul JET (Joint European Torus) diCulham, Inggris Ill]. Selanjutnya padatahun ItJX3. Eropa Barat jugamerencanakan membangun NET (NextEuropean Torusy. yang diharapkan dapatmulai diopcrasikan pada akhir tahun 2000mendatang. Di Jcpang. pcnc1itian fusiditangani oleh JAERI (Japan .ttonticF.ner,':!..vResearch Institute'; dan di sanadikembangkan JT -(,() (.}.4/:fa Tokamak).Rcaktor Iusi dcngan diameter scbelahluarnya 15 m dengan volume plasma 60 nr'dan berat 5.000 ton ini mulai beroperasipada tahun 1985 [12]. Rusiamengcmbaugkan T -15 yang dibangun dekatMoscow. Amerika Serikat mengoperasikanTFTR (Tokamak Fusion Test Reactor) yangdibangun di Princeton. Fasilitas nuberopcrasi sejak tahun 19S() dan mcmilikijari-jari utama torus 2.5 Ill.

Bcberapa penclitian mcngcnai fusi yangtelah dilakukan mulai mcnampakkan hasilyang mcnggembirakan [-ll. Laboratoriumfisika plasma Universitas Princeton

misalnya. melaporkan hasil penelitiannvamcngenai sukses pcncapaian suhu plasmahingga 2000 jura K secara tcrkontrol. Dalamoperasi penuh, TFTR itu nuunpu mencapaikoefisien Lawson setinggi () x io' J s.cm'pada tcmperatur plasma kira-kira 1 ke V. Nilaiitu juga pemah dicapai pada tahun 19X3 di.~lassachussett Institute of Technology (MIT).Temperatur yang bisa dicapai ini melebihitcrupcratur di dalam teras matahari. Scdangwaktu pcngungkungan plasmanva sclama -lOOms. Pada tahun I99-l. TFTR marupumenghasilkan 9 M W -daya fusi sci a III a 2-l()Il1S. Kcbcrhasilan tcrscbut cukupmenakjubkan. mcngingat 20 tahunsebelumnva (tahun 1975) daya fusi yang bisadicapai kurang dari 0.1 W.Jepang dengan menggunakan JT -()O juga

telah sukses mencapai target yangdircncanakan. yaitu mcndapatkan kondisipemanasan bahan bakar Iusi agar beradadalam bent uk plasma 131. Target berikut nyayang ingin dicapai oleh Jepang adalahmcwujudkan kondisi pcmbakaran (ignitionconditions dcngan mesin yang diamankanFER (Fusion Experimental Reactor). Bahanbakar fusi yang sebenarnyn. yaitu D dan Tuntuk penama kalinva akan digunakan dalamFER ini. dan pcmbakaran O-T yangsebcnarnva dapat diamati mclalui pcrcobaanini.Dalam upaya pengembangan rcaktor lusi

adanya pengcmbangan sistcm penncsinanmaupun tcknologi lain yang bcrhubungandengan proses fusi. Pelaksanaanpcngembangan tcrsebut harus dilakukanbersama-sama dengan kcgiatan pcnelitianplasma. Pengembangan tcknologi yangdipcrlukan untuk mensukscskan program FERdi Jepang sepcrti tcknologi magnetsupcrkonduksi dan tcknik pcnanganan T telahmulai dilakukan, Dalam program fusi. Jcpangjuga merencanakan untuk mcmbangunExperimental Reactor Operation yangdiharapakan dapat beropcrasi mulai tahun20()() mcndatang. Program tersebut akandisusul dcngan pembangunan Proto TypeReactor. kemudian dilanjutkan dcngunpcmbangunan Demonstration Reactor.selnngga sampailah pada sasaran akhir dalam

Widyanuklida No.2 Vol. I. F~h. 1999

pemanfaatan energi fusi COli/mercia!Reactor f3].

Perhatian utama dalam risettermonuklir ini dtarahkan

bidanguntuk

mendapatkan gambaran yang lengkaptentang tingkah laku plasma padatemperatur yang sangat tinggi. Masalahpcngungkunggan plasma dan sistimpemanasan plasma pada temperatur ultratinggi belum terselesaikan dengan tuntas.schingga pcnelitian yang bcrsifatckperimental maupun teoritis masih torusdilakukan di negara-negara maju. Mcskipunmasih mcngalami hambatan tcknis yangtidak ringan, proses reaksi fusi tetapmenarik perhatian. Kerja sarna tersebutberada dibawah koordinasi lAEA maupunkerja sama bilateral antara beberapa negara.Jepang dan Amerika Serikat misalnya.melakukan kerja santa bilateral dalamprogram MTX (11 Iicrov I'QI 1(' TokomaxExperiments yang dimulai pada tahun IIJXguntuk mcmpelajari sistem pcmanasanplasma menggunakan laser clektron bebas(free electron laser) yang dilakukan diLawrence Livermore Nationat Laboratorvdi Amerika Serikat lz].

Kerja sama intcrnasional dalam penel it ianfusi llll mutlak diperlukan. mengingatpengcmbangan reaktor Iusi mcmcrlukanpcnclitian bcrtahun-tahun dcngan biava dansumbcr dava manusia yang sangat besar. Disamping uu, pcnelitian masalah Iusi inimencakup berbagai bidang ilmupengetahuan dan teknologi yang sangatluas. Deugau kerja sama itu dapat dihindariterjadinya duplikasi penelitian yang tidakdiperlukan dalam bidang riset danpengembangan teknologi fusi. Dengan kerjasama ini pula pengeluaran biaya penelitianyang sangat besar dapat ditekan.

Pe nut u I)Ambisi manusia untuk mcnguasai

teknologi Iusi terkendali dapat difahamidari uraian sederhana sebagai berikut.Dcutcrium sebagai bahan bakar utamarcaktor Iusi banvak terscdia di alam dcngankclimpahan kira-kira Cl.()()() atom H.Deuterium dapat dipisahkan dari atom H

24

Widvanuk lid;· N ().2 Voi.r. Fdl. 1,)<),)

dengan biaya yang rclatif murah Daripcrhitungan scderhana dikctahui bahwa dalarnI liter air icrdapat kira-kira D.() 125 gram D.Jika D ini dipakai untuk mclangsungkanreaksi fusi. akan dihasilkau encrgi ~augbcsarnya Selina dengan encrgi yang dihasilkandari pcmbakaran :WO liter bcnsin Ill. Totalpcrsediaan D di lautan dipcrkirakan 101

-

galen dan energi yang terkandung didalanunya adalah sebesar 10211 kW-tahun.

Perhitungan lain dcngan mcngganggap tiapatom D dapat melepaskan energi sebesar 7MeV. maka jumlah cnergi yang dapatdibangkitkan dari seluruh D yang terdapatdalam I uri air laut adalah sebcsar 12.'\ IOI:J.Sebagai perbandingan, satu barrel minyakmentah hanya menghasilkan energi sebesar (,x 1091. Dengan membandingkan kedua datatersebut maka I nr' air laut mengandungenergi fusi yang setara dengan 2 x I {).1 barrelminvak mentah. atau I km' air laut dapaimenghasilkan energi ~ang sctara dengan 2 x!OI: barrel minvak l.fl. Volume air laut diplanet bumi ini sckitar 1.5 x I ()'I kill' dancnergi yang terkandung di dalnmnva biladibangkitkan melaui reaktor fusi adalah lebihdari satu milyar kali energi yang dapatdihasilkan olch scluruh cadangan minvakdunia.Teknologi f1.1Si juga memiliki sistem

keamanan terpadu yang melckat pada prosesfusi tersebut 1111. Kondisi untukmelangsungkan rcaksi fusi adalah begituspesifik sehingga kemungkinan terjadinyareaksi fusi tak terkendali dalam reaktor fusidapat dihindari. Selain iru. apabila terjadisesuatu yang tidak beres dalam reaktor fusi.atau operator membuat kcsalahan dalammengoperasikan reaktor. reaksi fusi dapatberhenti dengan sendirinya. Sukses dalampcmbuatan dan pengopcrasian rcaktor fusiakan mcmberikan kcuntuugan yang sanga:bcsar. vaitu II I J:

• Rcaktor fusi akan mcmproduksi cncrgidcngan menanfaaikan bahan baknr yangsangat murah dan icrdapat di alam dalamjumlah yang sangat mclimpah.

• Radioaktivitas yang berhubungan dcuganpcngopernsian rcakior lus: akan jauh

lebih rendah dibandingkan denganyang dikcluarkan dalam pengoperasianreaktor fisi. sehingga masalahpenanganan limbah radioaktif akanjauh Icbih sederhana.

• Hanya sedikit bahan bakar fusi yangdibakar di dalam reaktor. sehinggatidak akan terjadi ledakan sepertihalnya bom hodrogen.

• Bahan bakar Iusi tidak dapatdimanfaatkan secara langsung untukpembuatan senjata nuklir. sehinggadapat dihindari kcmungkinan trjadinyapenyebarluasan senjata nuklir ataujatuhnya bahan bakar fusi ke fihakyang tidak bertanggungjawab.

Daftar Pustaka1. ALONSO. M. and FINN, E.J..

Fundamental University Physics(volume Ill). Addison- WesleyPublishing Company. London (II)X().

2. WHITE. ORAN R. Matahari, IImuPengetahuan Populcr. VoL I. GrolicrInternational Ine./PT. Widyadara( I ')1)7) hal ('5-7X.

1. KAPLAN. I.. Nuclear Physics (2".1edition). Addison-Wesley PublishingCompany. London (11)71)

4. KRANE. KENNETH S.. FisikaModern (cetakan l. terjcmahau olchHans 1. Wosapakrik & SofiaNiksolihin), Penerbit UniversitasIndonesia. Salemba .f. jakarta 1O.f3()(1')1)2).

5. KNIEF. R. ALLEN. Nuclear EnergyTechnology Hemisphere PublishingConporation. Washington (19X I)

(, CROMIE. WILLIAM J .. Energy Fusi.llmu Peugetahuan Populcr. Vol 1.Grolier International Inc./P.T.Wid~ adara ( 1<)')7) hal 2X()-2X2.

7. MURRAY. RAYMOND L.. NuclearEnergy. Pergamon Press. Oxford( I,)X().

X. ENCYCLOPEDIA AMERICANA. VoL:W. pp.Sl l h-52X. AmericanaCorporation. Connecticut ()(,X I(,. USA(I 'J7X).

25

\\'i,halluhlida '''.2 \'01.1. Feb. 1')')1)

lJ McGRAW-HILL ENCYCLOPEDIA OFSCIENCE AND TECHNOLOGY (Su,edition). Vol l). McGraw-Hili BookCompany. New York (llJX2) pp. 2(>X-l-lS.

I(). TA YLOR. JOHN R. and ZAFIRATOS.CHRI D .. Modern Phvsics For Scientistand Engineers. Prentice Hall EnngelwoodCliffs. New Yersey ()7632 (1991)

II. SPEARS. BILL Fusion Through theNET. New Scientist (NovemberIl)X7)pp.56-6()

12. ANONIM. Naka Fusion ResearchEstablishment. Japan Atomic EnergyReasearch Institute. Japan.

13. ANONIM. Research Reactor. CurrentStatus and Their Major Role. TokaiResearch Establishment. Japan AtomicEnergy Research Institute. Japan.

26