Matahari buatan China telah berhasil melampaui batas densitas plasma yang sebelumnya dianggap tidak bisa dicapai. Eksperimen ini menunjukkan bahwa plasma fusi bisa tetap stabil pada densitas yang jauh lebih tinggi dari batas empiris tradisional—suatu hambatan fisik besar yang selama ini memperlambat kemajuan menuju ignition (terjadinya reaksi fusi yang berkelanjutan).
Melansir dari situs Science Daily, para ilmuwan yang bekerja dengan Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) China menemukan bahwa plasma tetap stabil meskipun densitasnya meningkat jauh melampaui batas normal.
Wawasan baru dari hasil penelitian
Hasil penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances pada 1 Januari 2026 memberikan wawasan baru tentang bagaimana salah satu hambatan fisik paling sulit dalam energi fusi mungkin akhirnya dapat diatasi dalam perjalanan menuju pembakaran.
Penelitian ini dipimpin bersama oleh Prof. Ping Zhu dari Huazhong University of Science and Technology dan Associate Prof. Ning Yan dari Hefei Institutes of Physical Science di Chinese Academy of Sciences.
Dengan mengembangkan pendekatan operasi berdensitas tinggi baru untuk EAST, tim menunjukkan bahwa densitas plasma dapat ditingkatkan jauh melampaui batas eksperimental yang telah lama berlaku tanpa memicu ketidakstabilan yang biasanya mengakhiri eksperimen.
Mengapa batas kepadatan menghambat perkembangannya?
Fusi nuklir dianggap sebagai sumber energi bersih dan berkelanjutan yang potensial. Dalam fusi deuterium-tritium, bahan bakar harus dipanaskan hingga sekitar 13 keV (150 juta kelvin) untuk mencapai kondisi optimal.
Pada suhu tersebut, jumlah daya fusi yang dihasilkan meningkat sebanding dengan kuadrat kepadatan plasma. Meskipun memiliki keunggulan tersebut, eksperimen tokamak telah lama dibatasi. Ketika batas tersebut terlampaui, plasma sering menjadi tidak stabil, mengganggu konfinemen dan mengancam operasi perangkat. Ketidakstabilan ini telah menjadi hambatan utama dalam meningkatkan kinerja fusi.
Kerangka teori baru yang dikenal sebagai plasma-wall self organization (PWSO) menawarkan penjelasan berbeda mengenai mengapa batas kepadatan. Suatu regime tanpa batas kepadatan dapat muncul ketika interaksi antara plasma dan dinding logam reaktor mencapai keadaan yang seimbang. Dalam regime ini, sputtering fisik memainkan peran dominan dalam membentuk perilaku plasma
Plasma dirancang tetap stabil
Eksperimen di reaktor fusi EAST menjadi bukti pertama bahwa gagasan teori ini benar-benar bisa diterapkan. Para peneliti mengatur tekanan gas bahan bakar sejak awal dengan sangat cermat dan memberikan pemanasan khusus pada elektron plasma saat proses awal pembentukan plasma. Cara ini membantu menciptakan interaksi yang lebih stabil antara plasma dan dinding reaktor sejak awal eksperimen.
Hasilnya, kotoran yang biasanya masuk ke plasma dan menyebabkan kehilangan energi dapat ditekan. Dengan kondisi yang lebih bersih dan stabil ini, kepadatan plasma bisa dinaikkan secara bertahap hingga akhir fase awal. Dalam situasi tersebut, EAST berhasil mencapai kondisi yang disebut “regime bebas densitas”, yaitu keadaan di mana plasma tetap stabil meskipun kepadatannya jauh lebih tinggi dari batas yang sebelumnya dianggap aman secara teori.
.webp)
