Fusi Nuklir – Solusi Energi Bersih Terbaik di Cakrawala

Kekuatan Bintang

Nuclear power has a bad reputation with many people. It is partly justified, with disasters like Chernobyl or Fukushima having stained its reputation.

Orang lain memiliki pendapat sebaliknya, menganggap bahwa apa pun selain memecah atom adalah cara primitif dan tidak efisien untuk menghasilkan energi. Mereka juga menyoroti emisi karbon yang rendah dan daya dasar yang sangat stabil yang dapat disediakan oleh energi nuklir.

Kemungkinan besar energi nuklir akan menjadi bagian dari campuran energi masa depan kami, terutama karena generasi ke-4 reaktor nuklir mulai beroperasi, yang akan lebih bersih, lebih aman, dan lebih efisien.

Namun, semua reaktor ini bergantung pada konsep fisi nuklir. Mereka mengambil atom-atom sangat berat seperti uranium, torium, atau plutonium, dan mengumpulkan energi ketika atom-atom tersebut terpecah menjadi elemen yang lebih ringan.

Bentuk lain dari energi nuklir adalah fusi nuklir. Fusi mengandalkan penggabungan elemen yang sangat ringan menjadi elemen yang lebih berat.

Fusi nuklir secara harfiah adalah apa yang memberi tenaga pada alam semesta, dengan setiap bintang menjadi reaktor fusi nuklir raksasa. Setiap detik, matahari mengonsumsi 600 juta ton hidrogen. Sebagai perbandingan, ini berarti matahari mengonsumsi jumlah hidrogen sebesar massa seluruh Bumi setiap 70.000 tahun.

Anehnya, ini berarti bahwa energi surya (serta angin, biomassa, dan bahkan pada akhirnya bahan bakar fosil) sebenarnya hanyalah tenaga fusi nuklir (dari matahari), hanya dengan langkah tambahan.

Jadi, jika kita dapat meniru sedikit saja dari ini di Bumi, kita dapat mengakses pasokan energi yang hampir tak terbatas. Berbeda dengan uranium atau torium yang relatif langka, hidrogen merupakan 74% dari semua materi yang tersedia di alam semesta.

Fisi vs. Fusi

Ketika kita membakar molekul seperti gas alam atau minyak, kita melepaskan energi yang terkandung dalam ikatan kimia molekul tersebut. Ini merupakan tingkat energi yang cukup tinggi namun tidak mendekati energi yang terkandung dalam atom itu sendiri.

Inilah mengapa 1 kg uranium mengandung jumlah energi yang sama dengan 2,7 juta kg batu bara. Hidrogen, ketika mengalami fusi, bahkan lebih kuat.

Saat membahas energi nuklir, dapat membingungkan mengapa energi dapat dihasilkan baik dari fusi maupun fisi.

Alasannya adalah energi yang terkandung dalam inti atom bervariasi tergantung pada berat unsur tersebut. Inti unsur berat mengandung lebih banyak energi daripada unsur berukuran menengah, sehingga ketika mereka terpecah, mereka melepaskan sebagian energi itu sebagai panas dan radiasi. Panas inilah yang kita kumpulkan untuk menghasilkan listrik di pembangkit tenaga nuklir.

Namun unsur yang sangat ringan bahkan lebih energetik. Jadi ketika kita menggabungkannya menjadi unsur berukuran menengah, mereka melepaskan lebih banyak energi.

Sumber: Nature

Akibatnya, fusi nuklir dapat menghasilkan energi 3-10 kali lebih banyak dibandingkan memecah atom.

Jika dikombinasikan dengan kelimpahan ekstrem unsur paling ringan, hidrogen, secara teoritis ini menjadikan fusi nuklir sumber energi tak terbatas, terbatas hanya oleh total jumlah materi di seluruh alam semesta.

Bahkan di tata surya, planet gas raksasa dan awan komet mengandung begitu banyak hidrogen sehingga melampaui seluruh massa Bumi.

Secara realistis, bahkan peradaban manusia yang menggunakan 1.000 kali konsumsi energi kita saat ini tidak akan pernah kehabisan bahan bakar.

Lebih baik lagi, produk hasil fusi hidrogen, helium, adalah gas yang tidak beracun, ringan, dan secara kimia tidak reaktif. Jadi, tidak ada limbah nuklir berbahaya yang harus ditangani setelah proses selesai.

Fusi Sulit

Mengapa kita belum menyalakan peradaban manusia dengan fusi nuklir?

Masalahnya adalah fusi nuklir sangat sulit dicapai. Inti atom hidrogen memiliki muatan listrik positif dan secara alami menolak satu sama lain. Jadi sangat sulit membuatnya cukup dekat untuk fusi, seperti dua magnet ultra-kuat yang saling menolak.

Di alam, hanya gravitasi luar biasa dari seluruh bintang yang cukup untuk mendorong atom hidrogen cukup dekat sehingga memicu fusi. Bahkan sesuatu sebesar Jupiter masih “terlalu kecil” untuk mencapainya.

Jadi, membuat atom hidrogen mendekat satu sama lain di Bumi sangat, sangat sulit.

Namun, hal ini telah dilakukan dan pertama kali dicapai oleh mesin fusi pada tahun 1950-an. Mesin-mesin tersebut menunjukkan kelayakan menciptakan fusi tetapi gagal menghasilkan energi yang cukup dibandingkan energi yang digunakan untuk memicu fusi.

(Secara teknis, fusi nuklir skala besar telah dicapai sejak 1952 dengan bom termonuklir pertama, tetapi ini hampir tidak dapat digunakan untuk menciptakan pasokan listrik yang aman).

Masalah lain dengan fusi adalah plasma fusi nuklir sangat panas, biasanya di atas 100 juta derajat Celsius. Jadi harus dikontain dengan sempurna atau akan melelehkan reaktor.

Karena semua masalah ini, fusi nuklir telah menjadi bidang yang bergerak lambat, dengan komentar sarkastik bahwa “Fusi selalu 30 tahun di masa depan“.

Mengganti Gravitasi

Masalah menciptakan cukup energi kembali dari fusi, dibandingkan dengan energi yang digunakan untuk memicu reaksi fusi nuklir, adalah masalah berulang di bidang ini. Karena fusi sangat sulit dicapai, mengompresi bahkan hanya beberapa atom hidrogen sangat intensif energi.

Beberapa metode telah diusulkan sejauh ini.

Setiap metode telah terbukti “bekerja”, artinya mereka menyebabkan hidrogen atau unsur ringan lainnya bergabung menjadi unsur yang lebih berat dan melepaskan energi.

Tokamak

Reaktor fusi menciptakan ruang berbentuk donat dengan medan magnet, di mana plasma fusi nuklir dapat ditahan.

Ini saat ini merupakan salah satu desain yang dianggap memiliki peluang tertinggi untuk dioptimalkan menjadi reaktor fusi komersial. Tokamak pertama dibangun pada 1958 dan menjadi konsep dasar untuk ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), upaya riset terbesar untuk mengembangkan fusi komersial, dengan hampir semua negara maju secara teknologi berpartisipasi dalam proyek ini.

Sumber: DOE

Namun, ITER telah menjadi proyek bermasalah dengan penundaan yang signifikan. Baru-baru ini, diumumkan bahwa reaksi menghasilkan energi mungkin tidak terjadi sebelum 2039.

Reaktor Fusi Magnet Lainnya

Selain tokamak, desain lain menggunakan magnet untuk mengompresi dan menahan plasma. Ini termasuk stellarator, spheromak, dan torus kompak.

Dalam stellarator, bentuk donat tidak teratur/terpelintir. Secara teori, ini dapat memungkinkan durasi reaksi fusi yang lebih lama dan plasma yang lebih stabil. Dalam praktiknya, sangat sulit dibangun dan dianggap lebih sulit daripada tokamak. Tingkat kompleksitas tambahan ini menjadikannya sangat sulit dimodelkan di komputer, membuatnya lebih sulit diprediksi dan lebih mahal untuk dibangun.

Spheromak mirip dengan tokamak tetapi berbeda dalam cara mereka menghasilkan medan magnet.

Torus kompak mencoba menciptakan fusi tanpa kumparan magnet di tengah torus (bentuk donat), mengurangi kebutuhan akan magnet yang kompleks.

Laser

Alih-alih memampatkan atom hidrogen dengan magnet, pendekatan lain menggunakan laser mencoba memanaskannya hingga sangat panas sehingga mereka bertabrakan, yang kemudian secara instan menciptakan gelombang kejut yang mendorong atom hidrogen bersama.

Contoh yang baik adalah U.S. National Ignition Facility (NIF), yang mengarahkan, memperkuat, memantulkan, dan memfokuskan 192 sinar laser kuat ke target berukuran sekitar penghapus pensil. Ini menghasilkan 500 triliun watt daya puncak pada satu titik.

Sumber: Britannica

Ini adalah desain utama lain yang dianggap berpotensi suatu hari memberikan fusi komersial yang layak.

Fusi berbasis magnet berjuang dengan matematika kompleks dan ilmu material superkonduktor. Fusi yang diinduksi laser berjuang dengan penyampaian energi yang tepat dan menjaga bahan bakar tetap padat dan homogen cukup untuk terjadinya fusi.

Dorongan Listrik

Satu metode terakhir yang mungkin untuk secara artifisial mencapai fusi adalah menggunakan arus listrik untuk menghasilkan medan magnet yang menekan plasma lebih kuat, atau Magnetized Target Fusion (MTF).

Salah satu metode tersebut adalah Z-pinch, metode lain menggunakan piston pneumatik dan injeksi plasma. Akselerator partikel mungkin juga dapat mencapai prinsip yang sama.

Sumber: IEEE

Secara umum, desain ini cenderung jauh lebih kompak dibandingkan fusi berbasis tokamak atau laser.

Terutama, ini adalah pendekatan yang disukai oleh perusahaan fusi swasta seperti General Fusion (GFUZ )  dan Helion.

Langkah-Langkah Menuju Fusi Komersial

Hasil

Seperti dijelaskan di atas, fusi masih sangat eksperimental, tanpa jalur jelas menuju desain yang dapat diperdagangkan.

Secara keseluruhan, hasil reaktor fusi telah meningkat, artinya mereka secara progresif mulai menghasilkan lebih banyak energi fusi dari energi yang disuntikkan untuk memicu fusi.

Pada 2022, peneliti di US National Ignition Facility mengumumkan bahwa mereka “menciptakan reaksi yang menghasilkan lebih banyak energi daripada yang mereka masukkan”.

Dalam praktiknya, klaim ini agak menyesatkan: desain berbasis laser memang menghasilkan 2,05 megajoule energi dan menghasilkan 3 megajoule energi melalui fusi.

Ini mengabaikan fakta bahwa untuk menghasilkan 2,05 megajoule laser, sejumlah total listrik setara 322 megajoule energi dikonsumsi untuk menghasilkan sinar laser ini. Jadi dalam praktiknya, total pengembalian energi masih 100 kali terlalu kecil untuk menjadi “pengembalian positif” yang nyata dengan model itu. Dan bahkan lebih rendah lagi karena tidak semua panas yang dihasilkan dapat dikonversi kembali menjadi listrik.

Ini tetap menjadi tonggak penting dan pencapaian yang mengesankan.

Stabilitas Plasma dan Durasi Reaksi

Bagian kunci adalah menilai situasi reaksi fusi yang dapat mempertahankan diri, di mana energi yang dilepaskan sebelumnya cukup untuk memicu fusi lebih lanjut. Sampai baru-baru ini, reaksi fusi hanya bertahan maksimal beberapa puluh detik. Dalam reaktor komersial masa depan, reaksi semacam itu dapat bertahan puluhan menit bahkan jam, berkat plasma yang lebih stabil.

Ini mungkin lebih dekat daripada yang diperkirakan banyak orang, dengan rekor baru berupa fusi selama 6 menit penuh yang dicapai oleh perangkat WEST (Lingkungan Wolfram (W) dalam Tokamak Steady-state) di Prancis.

Ini menggambarkan bagaimana penggunaan inovatif material canggih seperti tungsten dapat membuka jalan bagi peningkatan drastis dibandingkan desain reaktor fusi klasik. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang tungsten dan peluang investasi yang sulit ditemukan di sektor ini dalam artikel kami “Tungsten – The Secret High-Tech Metal”.

Superkonduktor Murah

Langkah ini terutama diperlukan untuk desain reaktor fusi berbasis magnet tetapi juga untuk desain lain, karena tingkat daya biasanya memerlukan beberapa material superkonduktor di suatu tempat dalam sistem.

Beruntung, superkonduktor yang lebih baik, atau bahkan teknologi superkonduktor suhu ruang, berkembang pesat. Anda dapat membaca detail topik tersebut dalam artikel kami “Kemajuan dalam Superkonduktivitas Membuka Jalan bagi Revolusi Teknologi Baru”.

AI

Plasma adalah keadaan materi yang sangat kompleks, sangat berbeda dari tiga keadaan lainnya (padat, cair, gas). Plasma sangat panas dan secara keseluruhan menjadi sangat tidak stabil dengan cepat.

Plasma yang tidak stabil cenderung tidak tetap terkonfinasi lama di dalam reaktor, mengganggu proses fusi nuklir.

Untuk mengimbanginya, magnet reaktor nuklir berusaha terus-menerus menstabilkan plasma, menyesuaikan medan magnet secara real-time. Matematika yang terkait sangat rumit, bahkan superkomputer pun dapat kesulitan, terutama bila harus melakukan perhitungan dengan cepat untuk memberi instruksi reaksi yang tepat pada magnet reaktor.

Ini dapat berubah, berkat kemajuan AI, seperti yang kami laporkan dalam artikel terbaru. Di sana, kami menjelaskan bagaimana AI belajar memprediksi munculnya ketidakstabilan plasma hingga 300 ms sebelumnya.

“Kami tidak lagi harus menunggu ketidakstabilan terjadi dan kemudian mengambil tindakan korektif cepat sebelum plasma menjadi terganggu.”

Keamanan

Fusi nuklir secara inheren jauh lebih aman daripada fisi nuklir. Reaksi fusi otomatis berhenti ketika plasma mengembang, artinya tidak ada risiko reaksi berantai yang tidak terkendali.

Namun, sebelum menjadi sumber daya skala besar, fusi nuklir masih harus menangani beberapa masalah keamanan:

• Banyak desain reaktor menggunakan tritium, karena reaksi fusi ini lebih mudah dipicu daripada fusi deuterium-deuterium. Namun, tritium bersifat radioaktif, sehingga kegagalan reaktor dapat menyebabkan kontaminasi radioaktif (kecil).
• Ketidakstabilan plasma dan fisika energi tinggi membawa risiko inheren. Menjaga operator tetap aman dan reaktor tidak rusak selama operasi produksi listrik kontinu memerlukan prosedur keamanan yang baik dan kemungkinan optimasi desain.
• Fusi nuklir kadang menghasilkan neutron, yang secara perlahan akan mengubah dinding reaktor menjadi limbah radioaktif. Meskipun volumenya minimal, limbah ini harus diproses dengan tepat pada akhir masa pakai komponen atau reaktor secara keseluruhan.

Topik Terkait

Propulsi Fusi Antariksa

Saat ini, fusi nuklir terutama dikejar karena potensinya dalam pembangkit listrik di Bumi. Sektor lain yang sangat diuntungkan dengan menguasai fusi nuklir adalah eksplorasi dan kolonisasi luar angkasa.

Berkat efisiensi yang sangat tinggi dibandingkan massa bahan bakar, serta suhu yang sangat tinggi, reaktor fusi nuklir menjadi sistem propulsi ruang angkasa dalam yang sempurna.

Secara teori, ini dapat memberikan percepatan dan waktu tempuh yang sangat cepat, dengan kebutuhan bahan bakar rendah, dan keamanan yang lebih baik bagi awak dibandingkan alternatif seperti mesin kimia atau fusi fisi. Kemudahan akses dan kelimpahan hidrogen di luar angkasa menjadi bonus tambahan.

Dalam praktiknya, membuat reaktor fusi cukup kecil dan ringan untuk dipasang pada pesawat luar angkasa mungkin menantang, bahkan setelah kita menguasai desain di Bumi.

Jika fusi nuklir menjadi layak secara komersial, hal ini akan merevolusi prospek ekonomi berbasis ruang angkasa (yang kami bahas dengan dan tanpa fusi dalam artikel kami di sini), dan sekaligus menjadikan umat manusia spesies yang dapat menjelajah luar angkasa.

Fusi Dingin

Fusi dingin adalah topik kontroversial. Secara konsep, ini adalah gagasan bahwa fusi nuklir dapat dicapai tanpa plasma pada suhu rendah.

Metode yang diusulkan adalah menggunakan material yang berubah bentuk sehingga atom hidrogen terperangkap dan dipaksa bergabung. Logam yang terinfusi hidrogen seperti palladium, erbium, dan titanium telah diusulkan untuk mencapainya.

Pada 1989, peneliti Stanley Pons dan Martin Fleischmann mengklaim telah mencapai fusi semacam itu. Sayangnya, bertahun-tahun upaya komunitas ilmiah untuk mereplikasi temuan tersebut belum berhasil, menyebabkan tuduhan ilmu berkualitas buruk atau bahkan penipuan terang-terangan.

Kontroversi berikutnya secara permanen merusak citra konsep ini. Namun, masih diteliti oleh sejumlah kecil ilmuwan, biasanya dengan nama Low Energy Nuclear Reactions (LENR), Condensed Matter Nuclear Science (CMNS), atau Chemically Assisted Nuclear Reactions (CANR).

Minat baru pada bidang ini muncul pada 2020-an, berupaya melewati stigma penelitian yang tidak serius. Secara khusus, agensi pemerintah AS ARPA‑E mengumumkan pada 2023 beberapa hibah untuk mendanai kelompok riset yang meneliti reaksi nuklir energi rendah (LENR), setelah hasil menarik yang dicapai peneliti NASA pada 2020.

Fusi dingin saat ini sangat tidak pasti dan spekulatif. Namun, kembalinya penelitian serius dan berpendanaan baik ke bidang ini mungkin dapat memperjelas situasi dan menentukan apakah ini dapat menjadi jalur yang layak untuk mencapai fusi nuklir.

Fusi Gelembung

Ide lain adalah bahwa fusi nuklir dapat terjadi dalam gelembung saat mereka runtuh; misalnya, gelembung dapat terbentuk dalam air ketika dikenai ultrasonik, ide yang kadang disebut sonofusi.

Secara teori, gelombang kejut yang dihasilkan oleh runtuhnya gelembung dalam cairan dapat cukup kuat untuk menyebabkan fusi, tidak jauh berbeda dengan cara gelombang kejut yang diinduksi laser. Ini dapat menjelaskan fenomena sonoluminescence (emisi cahaya yang masih belum dipahami ketika gelembung runtuh).

Gagasan ini sama kontroversialnya dengan fusi dingin, dengan promoter utamanya banyak dikritik.

Namun, gagasan ini mungkin tidak sepenuhnya mati seperti yang dibayangkan oleh dua dekade kontroversi terakhir.

Pada Mei 2024, sebuah makalah ilmiah berjudul “Observasi emisi neutron selama kavitasi akustik pada bubuk titanium terdeuterasi”, dipublikasikan di jurnal bergengsi Nature, mengklaim telah mendeteksi potensi peristiwa fusi dengan gelembung air berat yang dicampur partikel titanium.

Kami dapat mempertahankan produksi neutron selama beberapa jam dan mengulang percobaan berkali‑kali di berbagai kondisi. Kami berhipotesis bahwa neutron yang teramati berasal dari fusi nuklir ion deuterium yang terlarut dalam kisi titanium akibat aksi mekanik jet kavitasi yang menabrak.

Campuran kisi titanium (seperti pada fusi dingin) dengan kavitasi (gelembung) lebih dari menarik, dan publikasi di jurnal peer‑review yang sangat serius ini mungkin akan menyalakan kembali minat di sektor ini, dengan mungkin “fusi gelembung‑dingin” menjadi terobosan ilmiah yang tak terduga.

Sektor Swasta Masuk

Sejak awal, bidang fisika plasma dan fusi nuklir sebagian besar didorong oleh riset pemerintah dengan pendanaan publik.

Ini masuk akal, karena mereka sangat berguna untuk program pengembangan senjata nuklir, misalnya, US National Ignition Facility awalnya dikembangkan untuk menggantikan uji coba senjata nuklir daripada mengeksplorasi fusi nuklir.

Sebagai segmen ilmu tanpa aplikasi komersial langsung, pendanaan untuk fusi harus sebagian besar berasal dari sektor publik dan akademik.

Hal ini berubah berkat konvergensi 3 faktor:

1. Puluhan tahun pengalaman di sektor ini telah menciptakan basis pengetahuan bebas‑akses yang besar dan ilmuwan terlatih yang dapat bekerja untuk perusahaan komersial.
2. Fusi nuklir tampaknya lebih dekat tercapai secara komersial daripada sebelumnya, meningkatkan antusiasme investor. Dan gaya investasi “moonshot” kini populer, dengan fusi nuklir mungkin menjadi moonshot utama bersama penambangan asteroid, yang secara permanen menyelesaikan masalah kelangkaan energi dan bahan mentah.
3. Perubahan iklim, geopolitik, dan penipisan sumber daya semuanya bersatu meningkatkan permintaan akan sumber energi karbon‑netral yang melimpah.

Jadi gelombang baru upaya fusi nuklir kini didorong oleh perusahaan swasta, yang ingin merancang ulang reaktor dari prinsip pertama, menyelidiki metode baru, dan mencoba meniru apa yang telah dicapai perusahaan seperti SpaceX (SPCX ) untuk penerbangan luar angkasa (seperti kegagalan yang sebelumnya dianggap mustahil pada dapatnya kembali pakai roket).

Perusahaan Fusi

Saat ini, tidak ada perusahaan yang didedikasikan untuk membuat fusi nuklir secara komersial yang terdaftar publik. Ini termasuk Helion, General Fusion, Commonwealth Fusion, TEA Technologies, ZAP Energy, dan NEO Fusion. Anda dapat menemukan daftar lengkap startup di bidang fusi nuklir pada halaman khusus Dealroom.

1. General Fusion

General Fusion adalah salah satu startup yang memimpin dalam menjadikan fusi sebagai usaha sektor swasta, bukan proyek fisika yang didanai publik.

Perusahaan ini didirikan pada tahun 2002, untuk mengembangkan teknologi Magnetized Target Fusion (MTF).

MTF diperkirakan oleh perusahaan sebagai jalur lebih pendek menuju fusi dengan energi positif dan jauh lebih murah. General Fusion adalah yang pertama di dunia membangun dan mengoperasikan injektor plasma toroid kompak pada skala pembangkit listrik pada tahun 2010 dan telah mencapai banyak tonggak lagi sejak saat itu.

Sumber: General Fusion

Perusahaan menargetkan mencapai fusi dengan suhu 100 juta derajat Celsius pada 2025 dan maju menuju titik impas energi (pengembalian positif dari fusi nuklir) pada 2026. Sebelumnya, model skala 1/5^th dibuat pada 2023 dan kinerjanya sesuai dengan harapan model komputer.

Secara keseluruhan, General Fusion telah menghabiskan 2 dekade membangun secara bertahap setiap teknologi inti dari desain akhir mereka, menguji masing‑masing sepanjang jalan dan berhasil memvalidasi ide tersebut, setidaknya sampai saat ini.

Sebagai perusahaan swasta, mereka tidak perlu membahas dan menegosiasikan perubahan desain, tidak seperti proyek internasional seperti ITER. Mereka juga dapat memilih teknologi berdasarkan meritnya sendiri, tanpa harus memutuskan apakah negara tertentu harus mendapatkan kontrak terlepas dari alasan politik.

Sumber: General Fusion

Inilah mengapa banyak orang mengharapkan General Fusion dan beberapa pesaingnya dapat mengelola apa yang tidak dapat dilakukan proyek pemerintah besar.

2. Lockheed Martin Corporation

Satu pengecualian penting terhadap dominasi startup swasta di bidang ini adalah perusahaan publik Lockheed Martin Corporation (LMT ), raksasa industri pertahanan.

Lockheed sejak awal 2010-an mengerjakan Compact Fusion, reaktor fusi nuklir yang diperkirakan siap pada 2020-an. Namun, kemudian diumumkan bahwa pekerjaan pada proyek tersebut dihentikan pada 2021.

Perusahaan sangat tertutup mengenai proyek ini setelah pengumuman awal yang sangat publik. Hingga kini, belum jelas apa yang mendorong perusahaan meninggalkan ide tersebut.

Pada saat yang sama, tampaknya mereka tidak sepenuhnya meninggalkan konsep ini, terutama dengan investasi pada tahun 2024 di Helicity, sebuah startup yang mengembangkan mesin fusi.

Gagasan tersebut adalah untuk mendorong pesawat luar angkasa dengan ledakan singkat fusi. Helicity berencana menggunakan senapan plasma, pendekatan yang sama seperti yang diambil oleh General Fusion.

Potensialnya, hasil internal Lockheed menunjukkan desain mereka tidak dapat mempertahankan fusi dengan cara yang kompatibel dengan produksi energi.

Tetapi mungkin pada saat yang sama, ledakan singkat sudah cukup untuk kebutuhan propulsi di luar angkasa dan jauh lebih dekat menjadi produk nyata? Ini juga akan lebih cocok dengan profil perusahaan yang berfokus pada aerospace dan pertahanan.

3. TAE Technologies

Dulu dikenal sebagai Tri Alpha Energy, perusahaan berbasis California ini fokus mengembangkan teknologi energi fusi. TAE Technologies kini sedang meningkatkan platform fusi mereka, Norman, menjadi mesin generasi keenam yang disebut Copernicus.

Sumber: TAE

Teknologi TAE mengandalkan akselerator partikel untuk menyuntikkan energi ke dalam plasma dan “bertindak sebagai agen pengental yang membuatnya lebih mudah dikelola”.

Perusahaan juga secara ekstensif menggunakan pencetakan 3D dalam pembuatan Copernicus, memungkinkan iterasi cepat bagian baru dan pemecahan masalah yang lebih cepat. Misalnya, mereka berhasil mencetak beberapa komponen reaktor dengan setengah berat dibandingkan manufaktur konvensional.

Sumber: TAE

Jika semuanya berjalan lancar, perusahaan berharap membangun prototipe pembangkit listrik pertama yang dapat terhubung ke jaringan pada awal 2030-an, skala yang akan dikembangkan untuk menghasilkan listrik komersial “kokoh dan dapat diandalkan” sepanjang dekade. Menurut CEO Michl Binderbauer, fusi akan membawa kita ke “paradigma kelimpahan”.

Selama 25 tahun terakhir, perusahaan beroperasi dengan model “uang berdasarkan tonggak”, di mana setiap putaran pendanaan hanya diperoleh berdasarkan pencapaian tonggak yang dijanjikan kepada investor.

Pada 2022, Google dan Chevron (CVX ) berinvestasi di TAE Technologies sebagai bagian dari penggalangan dana $250 juta perusahaan. Google telah bermitra dengan TAE selama satu dekade dan menyediakan AI serta daya komputasi.

Perusahaan juga menawarkan layanan ilmu kehidupan (Boron Neutron Capture Therapy -BNCT) dan solusi daya seperti baterai dan e‑mobilitas.

4. Helion

Helion bertujuan menciptakan fusi dengan deuterium dan helium‑3, alih‑alih pendekatan umum yang fokus pada fusi dengan tritium.

Biasanya helium‑3 sangat sulit ditemukan. Namun Helion memiliki metode untuk memproduksinya dari deuterium di dalam reaktor mereka sendiri. Jika tidak, alternatif seperti penambangan belum terbukti di Bulan mungkin diperlukan.

Seperti kebanyakan usaha swasta di bidang fusi, Helion menggunakan teknologi injeksi plasma.

Fitur unik lainnya adalah menargetkan penangkapan listrik langsung dari plasma, menggunakan Hukum Faraday untuk menginduksi arus, langsung melewati siklus pemanasan uap yang umum di pembangkit tenaga nuklir.

Langkah ini cukup berani, tetapi juga dapat meningkatkan hasil pembangkit masa depan sebesar 2‑3 kali lipat, karena konversi panas‑ke‑uap‑ke‑listrik biasanya memiliki efisiensi sangat rendah. Ini juga merupakan prosedur yang sangat intensif modal.

Pembangkit listrik fusi Helion diproyeksikan memiliki biaya bahan bakar yang dapat diabaikan, biaya operasional rendah, waktu operasional tinggi, dan biaya modal kompetitif. Mesin kami membutuhkan biaya modal jauh lebih rendah karena kami dapat melakukan fusi dengan sangat efisien dan tidak memerlukan turbin uap besar, menara pendingin, atau persyaratan mahal lainnya dari pendekatan fusi tradisional.

Helion saat ini mengoperasikan Trenta, reaktor generasi ke‑6 yang telah mencapai lebih dari 10.000 pulsa dan suhu 100 juta derajat Celsius.

Sumber: Helion

Ia saat ini beralih ke Polaris, model berikutnya yang diperkirakan akan 100 kali lebih cepat daripada Trenta, yang akan menjadikannya fusi nuklir pertama yang menghasilkan keuntungan bersih listrik.

Perlu dicatat bahwa Polaris akan memiliki panjang 19 m, jauh dari instalasi raksasa dibandingkan desain reaktor fusi klasik lainnya.