Selama beberapa dekade, fusi nuklir telah memegang janji energi yang bersih dan tidak terbatas. Namun, satu tantangan persisten telah memperlambat kemajuan: ketidakmampuan untuk andal mengandung partikel energi tinggi yang diperlukan untuk mempertahankan reaksi. Sekarang, para ilmuwan mungkin akhirnya memecahkan masalah penahanan fusi berusia 70 tahun ini, menandai titik balik utama dalam mengejar fusi praktis.
Sebuah tim dari University of Texas di Austin, Los Laboratorium Nasional Los Alamos, dan Energi Tipe Satu telah mengembangkan metode yang lebih cepat dan lebih akurat untuk mengatasi salah satu rintangan Fusion yang paling membuat frustrasi: penahanan energi fusi. Terobosan mereka dapat mempercepat desain reaktor fusi stellarator, pesaing terkemuka untuk kekuatan fusi yang stabil, dengan faktor sepuluh.
Inti dari masalah ini adalah plasma – yang dipanaskan, gas bermuatan listrik yang harus dikurung menggunakan medan magnet yang kuat. Tetapi bidang -bidang ini sering mengandung “lubang” kecil yang tidak terlihat yang memungkinkan partikel -partikel energik melarikan diri. Partikel -partikel ini, terutama partikel alfa, sangat penting untuk menjaga plasma cukup panas untuk fusi kontinu. Ketika mereka bocor, reaksinya gagal.
Kegagalan penahanan energi fusi ini telah lama menjadi hambatan bagi para insinyur. Memperbaiki kelemahan magnetik secara tradisional membutuhkan simulasi kompleks menggunakan hukum Newton, yang, meskipun akurat, sangat lambat. Akibatnya, desain reaktor dapat memakan waktu bertahun -tahun untuk mengulang dan menguji. Bahkan tes terbaru dari salah satu reaktor fusi paling canggih telah berjalan lambat.
Untuk mempercepat, para ilmuwan kadang -kadang mengandalkan “teori gangguan,” pendekatan yang lebih cepat tetapi jauh kurang akurat yang sering kehilangan kelemahan kritis. Metode baru menggunakan teori simetri – cabang matematika yang berfokus pada pola dan transformasi – untuk menemukan dan menghilangkan lubang magnetik dengan upaya komputasi yang jauh lebih sedikit. Ini memberikan hasil yang tepat pada sebagian kecil dari waktu dan biaya.
Saat dikembangkan untuk stellarator, metode ini juga menguntungkan tokamak, jenis utama reaktor fusi utama lainnya. Dalam sistem ini, pemetaan magnetik yang lebih baik dapat membantu mencegah elektron pelarian berbahaya yang mengancam dinding reaktor. Di luar teori, kemajuan ini menawarkan alat praktis untuk semakin banyaknya perusahaan yang berlomba untuk mengkomersialkan fusi.
Salah satu perusahaan tersebut, Energy Tipe Satu, sudah menggunakan teknik dalam pengembangan reaktor generasi berikutnya. Pada akhirnya, lompatan dalam penahanan energi fusi ini tidak hanya memecahkan masalah teknis yang sudah berlangsung lama – ini bisa menjadi kunci untuk akhirnya membuka kunci masa depan kekuatan fusi.