Laser 'Death Star' yang ramah untuk menciptakan kembali kekuatan matahari

Laser biasanya mewakili senjata pemusnah massal dalam film seperti “Star Wars”, namun fasilitas yang baru selesai dibangun telah mulai menggunakan laser untuk menciptakan reaksi fusi yang menyaingi kekuatan miniatur matahari.

Fasilitas Pengapian Nasional telah menguji 192 laser raksasa di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California sebagai bagian dari upaya ini. Laser pada akhirnya akan melakukannya memfokuskan kekuatan mereka tentang mengompresi dan memanaskan satu kapsul bahan bakar seukuran kacang polong hingga lebih dari 180 juta derajat Fahrenheit untuk menyebabkan fusi termonuklir.

“Salah satu kegiatan terpenting NIF adalah mengeksplorasi prinsip dasar energi fusi, membangun miniatur matahari di Bumi yang dapat menyediakan energi tanpa batas, aman, dan bebas karbon,” kata Ed Moses, direktur program National Ignition Facility (NIF).

Berbeda dengan reaksi fisi nuklir yang memisahkan atom-atom di pembangkit listrik yang ada, reaksi fusi menghasilkan energi dari atom bergabung bersama untuk membentuk atom yang lebih berat. Reaksi biasanya hanya terjadi di lingkungan yang sangat panas, seperti jantung bintang, namun para peneliti telah mencoba menciptakan kembali fusi dengan cara yang akan menghasilkan lebih banyak energi daripada yang diperlukan untuk memulai reaksi.

Hanya 150 mikrogram deuterium dan tritium, atau kurang dari sepersejuta pon, yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk eksperimen NIF. Tapi apa plasma suhu tinggi Reaksi fusi merupakan tantangan khusus – suhu 180 juta derajat F ke atas akan melelehkan zat apa pun yang diketahui, termasuk lengan logam penjahat Spiderman ‘Doc Ock’ dalam eksperimen fusi fiksinya dari “Spiderman 2”.

Pendekatan berbasis laser NIF menggunakan pendekatan yang dikenal sebagai fusi kendala inersia (ICF), yang memanfaatkan Hukum Ketiga Newton tentang setiap reaksi yang mempunyai reaksi sama besar dan berlawanan arah.

Pemanasan yang cepat dan intens dari laser meledakkan lapisan luar kapsul bahan bakar kecil tersebut ke luar, menekan sisa bahan bakar ke dalam dan membantu memicu reaksi fusi. Pembakaran fusi memakan bagian luar kapsul yang lebih dingin, lebih cepat daripada kemampuan kapsul mengembang, sehingga mengandung reaksi yang dihasilkan.

Hal ini berbeda dengan pendekatan yang digunakan sebelumnya Medan magnet untuk menampung plasma dari reaksi fusi, seperti proyek Joint European Torus di Eropa, meskipun keduanya bisa berhasil.

“ICF dianalogikan dengan mesin pembakaran internal di mana ledakan mikro (seperti pada silinder mesin mobil) terjadi terus menerus untuk menghasilkan energi,” kata Moses kepada SPACE.com. “Fusi magnetik lebih seperti turbin yang terus-menerus membakar bahan bakar untuk menghasilkan energi.”

Tes pengapian serius yang dijadwalkan pada tahun 2010 akan memfokuskan daya 500 triliun watt pada kapsul seukuran kacang polong yang mengandung bahan bakar deuterium dan tritium. NIF telah menghasilkan energi 25 kali lebih banyak dibandingkan sistem laser lain yang ada, dan juga menjadi fasilitas laser fusi pertama yang memecahkan penghalang megajoule dan menghasilkan energi yang cukup untuk menyalakan 10.000 bola lampu 100 watt per detik.

“Kami berencana memulai percobaan pertama kampanye penyalaan pada bulan Mei,” kata Moses.

Singapore Prize