Energi
Membongkar Fusi yang Aman dan Praktis – Wawasan Baru tentang Bahan Bakar yang Terperangkap
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Fusion & Efisiensi Bahan Bakar
Nuclear Fusion berpotensi menjadi sumber energi hijau utama, menghasilkan tidak ada produk sampingan berbahaya, radioaktivitas (satu-satunya “limbah” adalah helium), atau gas rumah kaca. Dan dapat didukung oleh bahan bakar yang begitu melimpah sehingga merupakan persentase signifikan dari seluruh alam semesta: deuterium, sebuah isotop hidrogen.
Tetapi ini juga merupakan bentuk pembangkitan energi yang sangat sulit dicapai. Dibutuhkan peniruan kondisi inti Matahari di Bumi, dengan tekanan luar biasa serta suhu puluhan atau ratusan juta derajat.
Fusi nuklir telah dicapai di laboratorium fisika selama beberapa dekade, tetapi reaksi fusi dengan energi bersih positif masih belum tercapai. Inilah yang sedang dikejar oleh banyak pihak, mulai dari megaproject internasional ITER hingga proyek fusi komersial seperti Commonwealth Fusion Systems dan Proxima Fusion.
Kelayakan komersial tidak hanya bergantung pada pencapaian generasi plasma yang stabil dan menghasilkan energi positif, tetapi juga pada efisiensi umum proses tersebut.
Salah satu pertanyaan terbuka adalah efisiensi bahan bakar. Deuterium diketahui sebagian diserap oleh dinding reaktor fusi tokamak. Peneliti dari Princeton University, University of California, University of Tennessee, Sandia National Laboratory, dan General Atomics sedang mencari solusinya.
Sumber: Princeton University
Mereka mempublikasikan hasil mereka di Nuclear Materials and Energy1, dengan judul “Deuterium retention behaviors of boronization films at DIII-D divertor surface”.
Deuterium, Tritium & Fusi
Semakin ringan atom, semakin banyak energi potensial yang dilepaskan ketika mengalami fusi nuklir. Jadi wajar bahwa kebanyakan proyek fusi nuklir berfokus pada penggabungan varian hidrogen, dengan opsi paling populer adalah fusi deuterium-tritium.
Sumber: Nature
Fusi deuterium-deuterium juga memungkinkan, tetapi karena alasan teknis, dianggap lebih sulit dicapai secara komersial. Inilah mengapa hampir semua proyek komersial atau prototipe proyek komersial seperti ITER berencana menggunakan deuterium-tritium sebagai bahan bakar.
Salah satu masalah dengan tritium adalah bahwa ia bersifat radioaktif, tidak seperti deuterium. Jadi Anda tidak ingin menumpuk terlalu banyak tritium di dalam reaktor, juga tidak ingin kehilangan jejaknya. Ini bukan hanya masalah keamanan tetapi juga regulasi.
“Ada batasan yang sangat ketat mengenai berapa banyak tritium yang dapat berada dalam sebuah perangkat pada waktu tertentu. Jika Anda melebihi batas itu, maka semuanya berhenti, dan lisensinya dicabut.
Jadi, jika Anda ingin memiliki reaktor yang berfungsi, Anda harus memastikan bahwa perhitungan tritium Anda akurat. Jika Anda melampaui batas, itu menjadi penghalang utama.”
Alessandro Bortolon – MManajer utama peneliti fisik di PPPL (Princeton Plasma Physics Laboratory)
Karena bahan bakar deuterium-tritium kemungkinan akan digunakan dalam reaktor fusi nuklir komersial, mengetahui apa yang terjadi pada bahan bakar tersebut sangat penting. Dan kita sudah tahu bahwa sebagian darinya diserap oleh dinding reaktor.
Penyerapan Deuterium
Dinding reaktor fusi nuklir terbuat dari grafit dan dilapisi dengan boron. Boron membantu mengurangi impuritas plasma seperti oksigen, karbon, dan tungsten.
Sumber: Nuclear Materials and Energy
Sudah diketahui sejak lama bahwa dinding berlapis boron ini menyerap sebagian deuterium dari plasma. Namun, mekanisme dan jumlah yang terlibat belum jelas.
Untuk memahaminya, mereka melakukan pengujian pada DIII-D, sebuah reaktor fusi tokamak di General Atomics.
Mereka menemukan bahwa penyebab penyerapan deuterium sebenarnya bukan boron melainkan karbon.
Sumber: Nuclear Materials and Energy
Karbon dan boron bersama-sama dapat mengikat deuterium begitu kuat sehingga diperlukan suhu sekitar 1.000 derajat Fahrenheit untuk memutus ikatan tersebut, membuatnya sangat menantang untuk menghilangkan bahan bakar tanpa merusak sistem fusi.
“Karbon harus diminimalkan. Meskipun kami tidak dapat menghilangkannya sampai nol, kami menggunakan semua cara yang kami miliki untuk mengurangi jumlah karbon sebanyak mungkin.
Kami ingin menghilangkan semua karbon dan memiliki dinding tungsten bersih untuk memastikan perhitungan lebih mendekati apa yang akan dialami di ITER.”
Mencari Solusi
Dengan penyelidikan lebih dalam, para peneliti menemukan bahwa paparan plasma dengan kontaminasi karbon dalam jumlah kecil secara signifikan meningkatkan jumlah deuterium yang terperangkap.
Untuk setiap lima unit boron yang terperangkap dalam sampel, dua unit deuterium terperangkap.
Fenomena ini juga bergantung pada suhu. Di atas 600.000°K (1 juta °F), retensi deuterium terbatas, dan dinding melepaskan kembali deuterium pada 900.000°K.
Namun, suhu tersebut yang menyentuh lapisan dinding sebaiknya dihindari untuk stabilitas jangka panjang material, sehingga bukan solusi praktis untuk menghindari akumulasi bahan bakar di dinding reaktor.
Solusi yang lebih mungkin adalah mencoba membatasi hingga maksimum absolut setiap impuritas karbon yang masuk ke dinding reaktor, sesuatu yang hingga kini tidak diketahui memiliki dampak sebesar itu.
Ini akan memiliki dampak praktis langsung pada desain akhir dan manufaktur dinding reaktor ITER.
“ITER dan perangkat masa depan harus berhati-hati untuk meminimalkan kontaminasi impuritas C guna mengurangi retensi deuterium.”
Hal ini juga kemungkinan membatasi kepraktisan atau kelayakan komersial dari setiap mesin fusi nuklir yang menggunakan ubin grafit pada dinding (grafit terbuat dari atom karbon), seperti fusi DIII-D yang digunakan dalam percobaan ini, karena desain ini kemungkinan akan menumpuk terlalu banyak tritium seiring waktu sehingga tidak diizinkan beroperasi sebagai pembangkit listrik.
Kesimpulan
Fusi Nuklir secara bertahap menjadi teknologi yang semakin dipahami, dengan rekor durasi plasma stabil yang terus dipecahkan, yang terbaru mencapai 22 menit dalam kolaborasi Prancis-China.
Dengan bantuan AI, kemungkinan fusi akan terus menjadi lebih efisien seiring waktu, hingga mencapai titik energi bersih tercapai.
Seiring teknologi semakin mendekati komersialisasi, tantangan baru muncul, seperti mematuhi regulasi terkait akumulasi bahan bakar dan radioaktivitas, hal yang kurang menjadi perhatian reaktor eksperimental.
Untungnya, masalah ini juga sedang diatasi, dan mengoptimalkan kualitas material yang digunakan untuk reaktor akan membantu.
Bersamaan dengan peningkatan terus-menerus dalam pemahaman kami tentang superkonduktivitas, hal ini dapat membantu menjadikan kesulitan kami menghasilkan energi hijau sebagai masa lalu dalam 1-2 dekade mendatang.
Perusahaan Fusion
Saat ini, tidak ada perusahaan yang sepenuhnya didedikasikan untuk membuat fusi nuklir secara komersial yang terdaftar secara publik. Ini termasuk Helion, General Fusion (GFUZ ), Commonwealth Fusion, TEA Technologies, ZAP Energy, dan NEO Fusion.
Anda dapat menemukan daftar lengkap startup di bidang fusi nuklir pada halaman khusus Dealroom.
Namun, satu perusahaan publik telah aktif di bidang fusi, dengan mengalihkan konsepnya dari produksi energi ke propulsi ruang angkasa: Lockheed Martin (LMT ).
LMT Grafik Harga
Satu pengecualian penting terhadap dominasi startup swasta di bidang ini adalah perusahaan publik Lockheed Martin Corporation, raksasa industri pertahanan.
Lockheed telah bekerja sejak awal 2010-an pada Compact Fusion, sebuah reaktor fusi nuklir yang diperkirakan siap pada tahun 2020-an. Namun, kemudian diumumkan bahwa pekerjaan pada proyek tersebut dihentikan pada 2021.
Perusahaan sangat tertutup mengenai proyek ini sejak pengumuman publik pada 2021. Hingga kini, belum jelas apa yang mendorong perusahaan meninggalkan ide tersebut.
Pada saat yang sama, tampaknya mereka tidak sepenuhnya meninggalkan konsep tersebut, terutama dengan investasi pada 2024 di Helicity, sebuah startup yang mengembangkan mesin fusi.
Gagasan tersebut adalah untuk menggerakkan pesawat luar angkasa dengan ledakan singkat fusi. Helicity berencana menggunakan senjata plasma, pendekatan yang sama seperti General Fusion. Secara potensial, hasil internal Lockheed menunjukkan bahwa desainnya tidak dapat mempertahankan fusi dengan cara yang kompatibel dengan produksi energi.
Namun mungkin, pada saat yang sama, apakah ledakan singkat cukup untuk kebutuhan propulsi di luar angkasa dan lebih mendekati menjadi produk nyata? Itu juga akan lebih cocok dengan profil perusahaan yang berfokus pada aerospace dan pertahanan secara keseluruhan.
Selain proyek fusi, Lockheed Martin adalah salah satu perusahaan aerospace & pertahanan terbesar di dunia, yang kami bahas secara detail pada November 2025 dalam “Lockheed Martin (LMT) Spotlight: Pemimpin dalam Pertahanan dan Aerospace”.
Singkatnya, ini adalah perusahaan di balik pesawat seperti Helikopter Black Hawk atau F-16, serta peralatan canggih seperti F-35, pesawat radar terbang, atau pesawat logistik seperti C-5 Galaxy & C-130J Super Hercules.
Sumber: Lockheed Martin
Ini juga merupakan produsen beberapa sistem misil paling penting militer AS seperti JAASM, Javelin, ATACMS, dan HIMARS, yang sangat tinggi permintaannya setelah persediaan habis akibat konflik di Ukraina.
Lockheed adalah kontraktor utama untuk desain, pengembangan, pengujian, dan produksi pesawat luar angkasa Orion, yang mungkin menjadi bagian paling tidak kontroversial dari seluruh program Artemis.
Perusahaan aktif dalam program luar angkasa lainnya, seperti satelit cuaca GOES-R, pengumpulan sampel asteroid oleh OSIRIS-REx, probe Jupiter JUNO, serta rompi pelindung radiasi yang dapat dipakai AstroRad,
Secara keseluruhan, dari sistem militer utama hingga program luar angkasa dan fusi nuklir yang sama pentingnya, Lockheed Martin berada di garis depan inovasi Amerika dan tampaknya mempertahankan keunggulannya jauh lebih tajam dibandingkan banyak pesaing kontraktor pertahanan besar lainnya.
Terbaru tentang Lockheed Martin Corporation
Referensi Studi:
1. Shota Abe et al. (2025) “Deuterium retention behaviors of boronization films at DIII-D divertor surface”. Nuclear Materials and Energy Volume 42, Maret 2025, 101855.
