Bayangkan sebuah dunia tanpa perubahan iklim buatan manusia, krisis energi, atau ketergantungan pada minyak asing. Ini mungkin terdengar seperti dunia mimpi, tetapi para insinyur University of Tennessee, Knoxville, telah membuat langkah besar untuk membuat skenario ini menjadi kenyataan.
Para peneliti dan staf di Laboratorium Pengembangan Magnet UT menyiapkan mockup solenoid sentral untuk proses impregnasi tekanan vakum
Peneliti UT telah berhasil mengembangkan teknologi utama dalam mengembangkan reaktor eksperimental yang dapat menunjukkan kelayakan energi fusi untuk jaringan listrik. Fusi nuklir berjanji untuk memasok lebih banyak energi daripada fisi nuklir yang digunakan saat ini tetapi dengan risiko yang jauh lebih sedikit.
Profesor teknik mesin, kedirgantaraan, dan biomedis David Irick, Madhu Madhukar, dan Masood Parang terlibat dalam proyek yang melibatkan Amerika Serikat, lima negara lain, dan Uni Eropa, yang dikenal sebagai ITER. Peneliti UT menyelesaikan langkah penting minggu ini untuk proyek dengan berhasil menguji teknologi mereka minggu ini yang akan mengisolasi dan menstabilkan solenoid pusat - tulang punggung reaktor.
ITER sedang membangun reaktor fusi yang bertujuan menghasilkan sepuluh kali lipat jumlah energi yang digunakannya. Fasilitas ini sekarang sedang dibangun di dekat Cadarache, Prancis, dan akan mulai beroperasi pada tahun 2020.
"Tujuan ITER adalah untuk membantu membawa kekuatan fusi ke pasar komersial," kata Madhukar.“Kekuatan fusi lebih aman dan lebih efisien daripada kekuatan fisi nuklir. Tidak ada bahaya reaksi pelarian seperti apa yang terjadi dalam reaksi fisi nuklir di Jepang dan Chernobyl, dan ada sedikit limbah radioaktif. "
Tidak seperti reaktor fisi nuklir hari ini, fusi menggunakan proses yang sama dengan yang menggerakkan matahari.
Sejak 2008, profesor teknik UT dan sekitar lima belas siswa telah bekerja di dalam Magnet Development Laboratory (MDL) UT yang berlokasi di Pellissippi Parkway untuk mengembangkan teknologi yang berfungsi untuk mengisolasi dan memberikan integritas struktural ke solenoid sentral lebih dari 1.000 ton.
Reaktor tokamak menggunakan medan magnet untuk membatasi plasma — gas panas yang bermuatan listrik yang berfungsi sebagai bahan bakar reaktor — ke dalam bentuk torus. Solenoid sentral, yang terdiri dari enam kumparan raksasa yang saling bertumpuk, memainkan peran utama dengan menyalakan dan mengarahkan arus plasma.
Kunci untuk membuka kunci teknologi adalah menemukan bahan yang tepat — serat gelas dan campuran bahan kimia epoksi yang cair pada suhu tinggi dan berubah menjadi keras saat disembuhkan — dan proses yang tepat untuk memasukkan bahan ini ke semua ruang yang diperlukan di dalam solenoid pusat. Campuran khusus memberikan isolasi listrik dan kekuatan pada struktur yang berat. Proses impregnasi menggerakkan material pada kecepatan yang tepat, memfaktorkan suhu, tekanan, vakum, dan laju aliran material.
Minggu ini, tim UT menguji teknologi di dalam maket konduktor solenoida pusatnya.
"Selama impregnasi epoksi, kami berpacu dengan waktu," kata Madhukar. “Dengan epoksi, kami memiliki parameter yang bersaing ini. Semakin tinggi suhunya, semakin rendah viskositasnya; tetapi pada saat yang sama, semakin tinggi suhunya, semakin pendek masa kerja epoksi. "
Butuh dua tahun untuk mengembangkan teknologinya, lebih dari dua hari untuk menghamili maket solenoid sentral dan beberapa pasang mata yang awas untuk memastikan semuanya berjalan sesuai rencana.
Itu benar.
Musim panas ini, teknologi tim akan ditransfer ke mitra industri ITER AS General Atomics di San Diego, yang akan membangun solenoid sentral dan mengirimkannya ke Prancis.
ITER — dirancang untuk menunjukkan kelayakan kekuatan fusi ilmiah dan teknologi — akan menjadi tokamak terbesar di dunia. Sebagai anggota ITER, AS menerima akses penuh ke semua teknologi dan data ilmiah yang dikembangkan ITER, tetapi menanggung kurang dari 10 persen dari biaya konstruksi, yang dibagi di antara negara-negara mitra. US ITER adalah proyek Departemen Ilmu Kantor Energi yang dikelola oleh Oak Ridge National Laboratory.
Diterbitkan ulang dengan izin dari University of Tennessee.