Para Peneliti Mensimulasikan Konsep Pembangkit Listrik Fusi Kompak
Pembangkit listrik fusi menggunakan medan magnet untuk menahan bola gas pembawa arus (disebut plasma). Ini menciptakan matahari mini yang menghasilkan energi melalui fusi nuklir. Konsep Compact Advanced Tokamak (CAT) menggunakan model fisika mutakhir untuk berpotensi meningkatkan produksi energi fusi. Model menunjukkan bahwa dengan hati-hati membentuk plasma dan distribusi arus dalam plasma, operator pabrik fusi dapat menekan pusaran turbulen dalam plasma. Pusaran ini dapat menyebabkan kehilangan panas. Ini akan memungkinkan operator untuk mencapai tekanan yang lebih tinggi dan daya fusi dengan arus yang lebih rendah. Kemajuan ini dapat membantu mencapai keadaan di mana plasma menopang dirinya sendiri dan menggerakkan sebagian besar arusnya sendiri.
Dalam pendekatan reaktor tokomak ini, peningkatan kinerja pada arus plasma yang berkurang mengurangi stres dan beban panas. Ini meringankan beberapa tantangan teknik dan material yang dihadapi desainer pabrik fusi . Tekanan yang lebih tinggi juga meningkatkan efek di mana gerakan partikel dalam plasma secara alami menghasilkan arus yang dibutuhkan. Ini sangat mengurangi kebutuhan akan sistem penggerak arus yang mahal yang menguras potensi keluaran daya listrik pembangkit fusi . Ini juga memungkinkan konfigurasi "selalu aktif" stasioner. Pendekatan ini mengarah ke pembangkit yang mengalami lebih sedikit tekanan selama operasi daripada pendekatan berdenyut khas untuk daya fusi, memungkinkan pembangkit listrik yang lebih kecil dan lebih murah.
Selama tahun lalu, Komite Penasihat Ilmu Energi Fusion Departemen Energi (DOE) dan Akademi Sains, Teknik, dan Kedokteran Nasional telah merilis peta jalan yang menyerukan pengembangan energi fusi yang agresif di Amerika Serikat. Para peneliti percaya bahwa mencapai tujuan itu memerlukan pengembangan pendekatan yang lebih efisien dan ekonomis untuk menciptakan energi fusi daripada yang ada saat ini. Pendekatan yang digunakan untuk membuat konsep CAT mengembangkan simulasi reaktor baru yang memanfaatkan pemahaman fisika terbaru tentang plasmauntuk meningkatkan kinerja. Para peneliti menggabungkan teori mutakhir yang divalidasi di DIII-D National Fusion Facility dengan komputasi terdepan menggunakan superkomputer Cori di National Energy Research Scientific Computing Center. Simulasi ini mengidentifikasi jalur menuju konsep yang memungkinkan kinerja yang lebih tinggi, sebagian besar konfigurasi mandiri yang menyimpan energi lebih efisien daripada konfigurasi berdenyut biasa, memungkinkannya untuk dibangun dengan skala dan biaya yang lebih rendah.
Penelitian ini dipublikasikan di Nuclear Fusion.
Sumber : R.J. Buttery et al, The advanced tokamak path to a compact net electric fusion pilot plant, Nuclear Fusion (2021). DOI: 10.1088/1741-4326/abe4af
