Demonstrasi Kemampuan Partikel Alfa yang Terkurung Dalam Plasma Fusi Heliks


Sebuah tim peneliti fusi berhasil membuktikan bahwa ion energik dengan energi dalam kisaran mega electron volt (MeV) unggul dalam plasma untuk pertama kalinya dalam sistem heliks. Hal ini menjanjikan bahwa pengurungan partikel alfa (ion helium) yang diperlukan untuk mewujudkan energi fusi dalam reaktor heliks. 

Reaksi deuterium-tritium dalam plasma suhu pada tinggi akan digunakan dalam reaktor fusi di masa depan. Partikel alfa dengan energi 3,5 MeV dihasilkan melalui reaksi fusi. Partikel alfa mentransfer energinya ke plasma, dan pemanasan partikel alfa ini akan mempertahankan kondisi plasma pada suhu tinggi yang diperlukan untuk reaksi fusi. Untuk mewujudkan plasma seperti itu, ion-ion energetik dalam rentang MeV harus dikurung ketat di dalam plasma. 
Pratinjau Large Heical Device. Plasma suhu tinggi yang dibatasi oleh dua kumparan heliks superkonduktor, by: NIFS
Simulasi numerik memperkirakan hasil yang sangat baik dari reduksi ion plasma hingga MeV dalam sistem heliks dan memiliki keunggulan operasi yang lenih baik dibandingkan dengan sistem tokamak (sebuah mesin yang memproduksi medan magnet berbentuk torus untuk mengurung plasma). Namun, demonstrasi pengurungan ion hingga MeV melalui percobaan belum dilaporkan. Baru-baru ini, penelitian ini marak dilakukan melalui eksperimen pengurungan ion MeV dalam operasi deuterium Large Helical Device (LHD), yang dimiliki oleh National Institute for Fusion Science (NIFS), National Institutes of Natural Sciences (NINS), di Jepang. Dalam plasma deuterium, 1 MeV tritons (ion tritium) dihasilkan melalui reaksi fusi deuteron-deuteron. Triton memiliki perilaku yang sama dengan partikel alfa yang dihasilkan dalam pembakaran plasma masa depan.

Baca juga berita: Spektroskopi Raman Siap Digunakan untuk Keperluan Diagnosis Kanker Tiroid

Kelompok riset yang dipimpin oleh Asisten Profesor Kunihiro Ogawa dan Profesor Mitsutaka Isobe dari NIFS telah melakukan eksperimen kurungan MeV triton di LHD. Triton yang terkurung dalam plasma mengalami reaksi sekunder dan memancarkan neutron berenergi tinggi melalui reaksi fusi terhadap deuteron (ion deuterium). Kelompok penelitian tersebut mengembangkan detektor untuk pengukuran selektif neutron berenergi tinggi untuk mengevaluasi kinerja kurungan ion MeV. Neutron berenergi tinggi diukur untuk konfigurasi medan magnet yang berbeda. Ketika sumbu medan magnet digeser kedalamnya, kurungan ion MeV menunjukkan kinerja yang lebih baik. Hasil yang diperoleh oleh penelitian ini membuktikan konsep kurungan ion MeV untuk pertama kalinya dalam sistem heliks. Hal ini sangat menjanjikan untuk menjelaskan kurungan partikel alfa yang diperlukan untuk mewujudkan reaksi fusi dalam reaktor heliks