Perlombaan fusi diangkat ke gigi tinggi oleh teknologi pintar

Lintas 12 – Perlombaan fusi diangkat ke gigi tinggi oleh teknologi pintar.

Sebuah perusahaan AS sedang mempercepat jalan menuju energi fusi praktis dengan menggunakan kekuatan komputasi Google yang besar.

Dengan menerapkan perangkat lunak yang dapat berkembang dengan sendirinya, TAE Technologies telah mengurangi tugas yang semula memakan waktu dua bulan menjadi hanya beberapa jam.

Google telah meminjamkan perusahaan keahliannya dalam “pembelajaran mesin” untuk membantu mempercepat garis waktu untuk fusi.

Fusi nuklir menjanjikan pasokan energi rendah karbon yang berlimpah, menggunakan proses yang sama yang menggerakkan Matahari.

Tenaga nuklir yang ada didasarkan pada fisi, di mana unsur kimia berat dipecah untuk menghasilkan yang lebih ringan. Fusi nuklir bekerja dengan menggabungkan dua elemen ringan untuk membuat yang lebih berat.

Agar fusi menjadi layak secara ekonomi, pertama-tama harus menghasilkan lebih banyak energi daripada jumlah yang dimasukkan. Tetapi belum ada yang mencapai titik ini, meskipun ada upaya delapan dekade untuk “membangun bintang di Bumi”. Tantangannya sangat besar, tetapi beberapa komunitas fusion berharap bahwa pemikiran baru dan teknologi yang mengganggu dapat membantu menghancurkan paradigma ini.

“Saya ingin memberikan fusi terlebih dahulu, tetapi siapa pun yang melakukannya adalah pahlawan,” kata kepala eksekutif TAE Dr Michl Binderbauer kepada BBC News.

TAE, terletak di Foothill Ranch yang rimbun, tenggara Los Angeles, telah mengumpulkan lebih dari $880 juta dalam pendanaan pribadi – lebih banyak daripada perusahaan fusi lainnya. Dukungan profil tinggi datang dari Goldman Sachs, keluarga Rockefeller dan mendiang Paul Allen, salah satu pendiri Microsoft. Dewan direksinya termasuk mantan Menteri Energi AS, Ernest Moniz.

Silinder fusi sepanjang 30m (100 kaki) perusahaan – disebut C2W “Norman” setelah pendiri TAE, fisikawan Norman Rostoker, yang meninggal pada tahun 2014 – mewakili pendekatan berbeda terhadap “tokamak” berbentuk donat yang akan digunakan untuk eksperimen fusi terbesar di dunia , proyek ITER multi-miliar euro.

Mengontrol plasma pada puluhan juta derajat membutuhkan sistem yang disetel dengan baik. Keahlian Google dalam pembelajaran mesin – di mana algoritme komputer meningkat seiring dengan pengalaman – telah digunakan untuk “mengoptimalkan” perangkat fusi TAE.

Pengoptimalan, atau penyetelan untuk kinerja terbaik, dilakukan ketika sesuatu pada perangkat berubah, seperti penambahan perangkat keras baru. Proses ini pernah memakan waktu sekitar dua bulan, tetapi dengan pembelajaran mesin, “sekarang kami dapat mengoptimalkan dalam sepersekian hari,” jelas Dr Binderbauer.

“Cara tingkat pembelajaran telah dipercepat luar biasa dan memungkinkan kita untuk membuat perubahan jauh lebih mudah.” Pembelajaran mesin juga digunakan untuk merekonstruksi apa yang terjadi selama eksperimen fusi, atau “tembakan”. Beberapa untai data dapat ditarik bersama untuk pemahaman yang lebih dalam tentang prosesnya.

“Itu sangat padat komputer dan merupakan masalah sampai sekarang cukup sedikit orang bahkan mencoba untuk menyerang,” CEO menjelaskan. Dia mengatakan hasil kemitraan dengan Google dapat memangkas satu tahun dari jadwal jangka panjang perusahaan, yang membayangkan perangkat uji fusi komersial pada tahun 2030.

Perusahaan ini telah berkembang jauh: Rostoker, seorang profesor di University of California Irvine, mendirikannya sebagai Tri-Alpha Energy pada tahun 1998. Binderbauer kelahiran Austria adalah salah satu mahasiswa PhD Rostoker, dan menjadi CEO perusahaan empat tahun lalu. Kedua fisikawan memilih pendekatan TAE dengan memulai dengan persyaratan untuk pembangkit listrik fusi dan bekerja mundur.

Dengan menggunakan gas panas bermuatan listrik yang disebut plasma, partikel yang bergerak cepat dapat melebur, melepaskan energi. Perangkat “Norman” senilai $150 juta menabrak dua bola plasma dengan kecepatan supersonik di dalam tabung. Medan magnet, yang dikenal sebagai Field-Reversed Configuration (FRC), digunakan untuk mengontrol proses – yang terjadi hanya dalam 40 persejuta detik.

Menurut Prof Jeremy Chittenden, dari Imperial College London, TAE adalah “melakukan sesuatu yang sangat berbeda dengan apa yang dilakukan orang lain”. Alih-alih mengandalkan panas plasma untuk menghasilkan partikel yang bergerak cepat untuk fusi, perangkat ini menggunakan sinar partikel eksternal yang ditembakkan ke dalam gas panas, mirip dengan apa yang terjadi pada akselerator partikel. “Itu sumber fusi Anda,” dia menjelaskan.

Upaya fusi seperti ITER akan menggunakan bahan bakar yang terdiri dari deuterium dan tritium – dua versi berat dari elemen hidrogen. Ini menghasilkan energi dari fusi pada puluhan juta derajat C, yang masih pada suhu lebih rendah daripada beberapa opsi lain. Namun, ada kelemahannya: tritium bersifat radioaktif, merusak bagian dalam reaktor fusi, dan memiliki persediaan yang terbatas.

Perangkat “Norman” menggerakkan reaksinya dengan hidrogen dan deuterium “biasa” – pilihan yang lebih jinak, jika kurang kuat. Tapi ini adalah pengganti yang baik untuk bahan bakar TAE akhirnya ingin beralih ke – hidrogen dan boron. Ini tidak menghasilkan partikel neutron dan oleh karena itu sedikit radioaktivitas, membuat mesin mudah untuk diservis dan dirawat. Tetapi bahan bakar ini juga membutuhkan suhu yang sangat tinggi.

C2W “Norman” beroperasi pada suhu sekitar 70 juta derajat C, tetapi bahan bakar hidrogen-boron membutuhkan suhu untuk naik dengan faktor 20-30, hingga beberapa miliar derajat C. Ini adalah tantangan besar: “Kekuatan sepuluh adalah masalah besar dalam sains ,” kata Binderbauer, “Bisakah kita mendapatkan hidrogen-boron? Saya sangat yakin kita bisa.”

Profesor Roddy Vann, fisikawan plasma di University of York, Inggris, yang bekerja pada fusi dengan tokamaks, mengatakan: “Meskipun Anda harus mendapatkan suhu yang tepat, suhu dan densitas dan waktu kurungan energi semuanya harus sesuai. cukup tinggi, secara bersamaan.”

Sementara neutron menghasilkan beberapa radioaktivitas dalam struktur tokamak, ia menjelaskan, energi mereka juga yang kami tangkap dalam fusi deuterium-tritium “konvensional”. Namun, kata Prof Vann: “Jika kita bisa melakukan fusi aneutronik, dan bisa melakukannya pada suhu yang dapat dicapai, itu akan sangat menarik.”

Prof Chittenden menjelaskan: “Karena mereka tidak melakukan ini melalui panas, tetapi melalui percepatan partikel, kerugian dari [bahan bakar hidrogen-boron] hilang,” menambahkan: “Keuntungan bersih melalui realisasi sesuatu sebagai pabrik fusi komersial berpotensi besar. , karena sebagian besar biaya pabrik deuterium-tritium menangani produk radioaktif.”

Dr Binderbauer mengatakan pendekatan TAE juga kurang rentan terhadap turbulensi – yang menghambat kemampuan untuk mengontrol plasma di tokamaks – dan energi bocor dari mesin. Faktanya, tingkat kebocoran turun saat suhu di perangkat naik, katanya. “Ketika Anda menjadi lebih energik, perilaku menjadi lebih mudah diatur, lebih dapat diprediksi, lebih dapat diandalkan,” katanya.

Dua reaktor sedang direncanakan untuk mengikuti “Norman” – Copernicus dan Da Vinci. Tujuan utama dalam satu dekade adalah untuk menghasilkan energi bersih, di mana output dari fusi melebihi energi yang dipasok untuk memulai reaksi.

Setelah hampir 25 tahun berdiri, TAE telah memelopori teknologi dengan aplikasi yang lebih dari sekadar fusi. Ini menyempurnakan teknik yang disebut terapi penangkapan neutron boron dengan maksud untuk digunakan dalam pengobatan kanker. Dan telah membentuk divisi baru untuk mengkomersialkan sistem manajemen daya dari pekerjaannya pada C2W “Norman” untuk digunakan di mobil listrik dan sektor penyimpanan energi.

Lintas 12 – Portal berita Indonesia tentang Perlombaan fusi diangkat ke gigi tinggi oleh teknologi pintar.