Para ilmuwan – di China berhasil membuat terobosan dalam penelitian energi fusi melalui proyek Tokamak Superkonduktor Eksperimental Lanjutan (EAST). Mereka berhasil memasuki regime tanpa kepadatan yang sebelumnya hanya dihipotesiskan dalam teori fusi. Keberhasilan ini menandai langkah penting dalam memahami cara mengatasi salah satu hambatan fisik terbesar dalam operasi tokamak menuju ignisi.
Plasma Tetap Stabil pada Densitas Tinggi
Penelitian terbaru yang di publikasikan di Science Advances pada 1 Januari 2026 menunjukkan bahwa plasma tetap stabil meskipun kepadatannya meningkat jauh melampaui batas empiris tradisional. Dengan kata lain, eksperimen ini membuktikan bahwa tokamak dapat beroperasi pada kondisi yang sebelumnya di anggap tidak mungkin. Temuan ini membuka peluang untuk meningkatkan efisiensi dan daya fusi secara signifikan.
Jurnal Science Daily melaporkan bahwa penelitian ini dipimpin oleh Ping Zhu, profesor di Huazhong University of Science and Technology, dan Ning Yan, associate profesor dari Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences. Kedua peneliti mengembangkan metode operasi baru pada EAST yang memungkinkan plasma mencapai densitas tinggi tanpa memicu ketidakstabilan yang biasanya menghentikan eksperimen.
Ilustrasi. Ilmuwan China berhasil capai “regime tanpa kepadatan” dalam eksperimen plasma fusi di proyek EAST, membuka jalan baru untuk energi fusi yang bersih. (Foto: AFP/STR)
Mengubah Paradigma Fusi Nuklir
Energi fusi menjadi fokus utama karena potensi sebagai sumber energi bersih dan berkelanjutan. Dalam fusi deuterium-tritium, bahan bakar harus dipanaskan hingga sekitar 13 keV atau 150 juta Kelvin untuk menghasilkan daya fusi optimal. Pada suhu ini, daya fusi meningkat sebanding dengan kuadrat densitas plasma.
Namun, tokamak tradisional menghadapi batas atas densitas. Ketika batas ini terlampaui, plasma kehilangan stabilitas, konfinemen terganggu, dan perangkat berisiko mengalami gangguan. Kondisi ini telah menjadi penghalang utama dalam meningkatkan kinerja fusi dan mencapai tahap pembakaran.
Teori Plasma-Wall Self Organization (PWSO)
Para ilmuwan menggunakan kerangka teori Plasma-Wall Self Organization (PWSO) untuk menjelaskan fenomena ini. Teori ini pertama kali di perkenalkan oleh D.F. Escande dan timnya dari Pusat Nasional Penelitian Ilmiah Prancis serta Universitas Aix-Marseille. PWSO menyatakan bahwa regime tanpa batas kepadatan muncul ketika interaksi plasma dengan dinding logam reaktor mencapai keseimbangan yang tepat. Dalam kondisi ini, sputtering fisik dari dinding reaktor membantu menjaga perilaku plasma tetap stabil.
Eksperimen EAST menjadi konfirmasi pertama dari teori PWSO. Para peneliti mengontrol tekanan gas bahan bakar awal dengan teliti dan menggunakan pemanasan resonansi siklotron elektron pada fase awal discharge. Strategi ini meningkatkan interaksi plasma-dinding sejak awal, mengurangi penumpukan kontaminan, dan menekan kehilangan energi.
Implikasi Penemuan untuk Masa Depan Fusi
Dengan strategi ini, plasma di EAST berhasil memasuki regime bebas densitas, mempertahankan operasi stabil bahkan saat densitas melebihi batas empiris. Hasil ini memberikan wawasan fisik baru dan membuka jalur praktis untuk memperluas batas densitas pada tokamak generasi berikutnya.
Ping Zhu menyatakan, “Temuan ini menunjukkan jalur praktis dan skalabel untuk memperluas batas densitas dalam tokamak dan perangkat fusi plasma pembakaran generasi berikutnya.” Dengan kata lain, penelitian ini bisa menjadi kunci bagi pengembangan reaktor fusi komersial yang lebih efisien dan stabil.
Keberhasilan EAST juga menegaskan pentingnya integrasi antara teori dan eksperimen dalam pengembangan teknologi fusi. Dengan pemahaman yang lebih baik mengenai interaksi plasma-dinding, ilmuwan dapat mendesain tokamak yang lebih canggih, meningkatkan densitas plasma, dan mendekatkan manusia pada sumber energi bersih yang aman dan berkelanjutan.
Kesimpulan
Eksperimen EAST di China menunjukkan bahwa energi fusi semakin mendekati kenyataan praktis. Dengan menggabungkan strategi operasi berdensitas tinggi dan pemahaman teoritis PWSO, para ilmuwan berhasil menembus batasan lama yang membatasi kinerja tokamak. Temuan ini memperkuat prospek energi fusi sebagai solusi energi masa depan yang bersih dan berkelanjutan.
