Daily Archives: Jumat, 13 Maret 2009

Energi Nuklir Fusi: Sumber Energi Masa Depan??

Reaksi Nuklir Fusi antara Deuterium dan Tritium

Reaksi Nuklir Fusi antara Deuterium dan Tritium

Kita semua sudah faham betul bahwasannya sumber energi hidrokarbon yang berupa minyak dan batubara akan lama-kelamaan habis. Persediaan batubara mungkin masih cukup untuk sekitar 1,5 abad lagi, namun persediaan minyak mungkin akan habis dalam hitungan puluhan tahun saja. Sebenarnya minyak di masa depan masih ada kemungkinan untuk terbentuk kembali. Seperti kita ketahui bahwasannya minyak terbentuk dari jasad-jasad organisme (tumbuh-tumbuhan) yang telah mengalami perubahan susunan kimiawi secara alamiah selama jutaan tahun. Untuk itu, organisme yang mati pada saat ini, ada kemungkinan yang sangat besar untuk juga menjadi minyak jutaan tahun mendatang selama matahari kita masih bersinar. Namun tentu, lamanya ‘ evolusi’ jasad-jasad organisme menjadi minyak tidak seimbang dengan konsumsi manusia atas minyak tersebut. Jikalau jasad-jasad organisme membutuhkan waktu jutaan tahun untuk berevolusi menjadi minyak, maka kita mengkonsumsi bahan bakar minyak hanya dalam hitungan detik saja!

Lantas apakah kita sudah siap dengan pengganti bahan bakar minyak?? Sebenarnya sudah banyak pengganti alternatif bahan bakar minyak, masing-masing dengan kelebihan-kelebihan dan juga kekurangan-kekurangannya sendiri. Namun ada satu sumber energi yang sangat bersih dan murah yang sampai saat ini masih hanya menjadi impian manusia saja, yaitu energi nuklir fusi. Semua reaktor nuklir yang ada di dunia ini pada saat ini merupakan reaktor nuklir fisi yang merupakan ‘kebalikan’ dari energi nuklir fusi. Pada reaksi nuklir fisi, inti-inti isotop berat yang tidak stabil akan terurai menjadi inti-inti isotop yang lebih ringan dan lebih stabil. Sementara pada reaksi nuklir fusi inti-inti isotop yang ringan melebur menjadi inti-inti atom atau isotop yang lebih berat. Reaksi nuklir fisi menghasilkan banyak ‘sampah’ radioaktif sementara reaksi nuklir fusi tidak meninggalkan ‘sampah’ radioaktif yang sangat polutif tersebut. Contoh reaktor nuklir fusi alami adalah bintang-bintang yang bertebaran di alam semesta ini termasuk tentu saja matahari kita.

Reaksi nuklir yang terjadi di matahari adalah reaksi tumbukkan antara empat inti atom Hidrogen yang melebur menjadi sebuah inti helium, dua buah positron, dua buah neutrino dan tentu saja energi. Namun begitu reaksi nuklir di matahari ini termasuk lambat dalam menghasilkan energi/panas dan membutuhkan volume reaktor yang sangat besar agar menghasilkan panas atau energi yang signifikan. Tentu saja volume reaktor yang besar ini tidak praktis jika harus dibuat di bumi. Untuk itu harus dibuat reaksi nuklir fusi yang lain. Dari sekian kandidat reaksi nuklir fusi buatan manusia, yang paling banyak menghasilkan energi adalah reaksi antara inti-inti deuterium dan tritium (dua-duanya merupakan isotop dari Hidrogen) yang akan menghasilkan inti Helium, sebuah neutron dan energi sebesar 17,6 MeV:

_{1}^{2}H + _{1}^{3}H \rightarrow _{2}^{4}He + _{0}^{1}n + 17,6 MeV

Namun begitu ada tiga syarat yang harus diperhatikan agar reaksi nuklir ini sukses terjadi:

  • Temperatur reaktor harus sangat tinggi yaitu sekitar 100.000.000°C atau kira-kira 10 kali lebih tinggi dari suhu inti matahari. Hal ini penting agar nukleus-nukleus (inti-inti) pada atom-atom atau isotop-isotop pada reaktor bisa bergerak dengan sangat cepat sehingga kemungkinan inti-inti atom/isotop untuk saling bertumbuk sangat besar.
  • Konsentrasi yang cukup pekat dari inti-inti atom atau isotop tersebut agar kemungkinan terjadi tumbukan menjadi sangat besar
  • inti-inti atom atau isotop yang dihasilkan harus tetap bersama dalam waktu yang cukup lama agar menghasilkan energi yang lebih dari energi yang diperlukan untuk pengoperasian reaktor itu sendiri. Sebab jikalau energi yang dihasilkan habis hanya untuk pengoperasian reaktor itu sendiri, ya sama aja oblong..!!

Tantangan terberatnya dari pembuatan reaktor nuklir fusi ini adalah suhunya yang harus mencapai 100 juta°C. Penampang apa yang sanggup menahan panas 100 juta°C di bumi ini?? Karena baja kualitas paling baikpun akan langsung menguap bukan hanya menjadi gas tetapi langsung menjadi plasma. Untuk itu para ahli kini tengah menempuh berbagai cara untuk menghasilkan reaksi nuklir fusi dingin (cold fusion) yaitu reaksi nuklir fusi yang dapat terjadi pada suhu serendah mungkin bahkan kalau bisa mendekati suhu ruangan. Namun sejauh ini reaksi nuklir fusi dingin masih merupakan angan-angan belaka.

Jikalau nanti energi nuklir fusi telah terwujudkan maka krisis energi yang kerap menghantui peradaban manusia, insya Allah akan berakhir. Di bumi ini terdapat sekitar 1015 ton deuterium yang kebanyakan didapat dari air laut. Sedangkan tritium walaupun sangat jarang ditemukan di alam (hanya 1 atom dari kira-kira 1017 atom hidrogen di bumi ini berbentuk isotop tritium) namun tritium dapat dengan mudah dihasilkan dengan menumbukkan neutron kepada inti atom lithium yang akan menghasilkan tritium dan helium. Nah, apakah impian tersedianya energi nuklir fusi dapat menjadi kenyataan?? Walahualam, kita tunggu saja…….