Saya sedang menyaksikan cakram hitam berisi materi menakjubkan situs medusa88 yang melayang di atas bak nitrogen cair yang menggelegak. “Ini adalah levitasi magnetik superkonduktor,” kata ilmuwan magnet Greg Brittles. “Ini adalah hal yang paling mendekati keajaiban di dunia nyata.”
Zat seperti keramik, yang disebut barium tembaga oksida tanah jarang (REBCO), tersuspensi – sekitar setengah sentimeter – di udara di atas sepotong tembaga.
Tusuk dengan jari maka ia tidak akan bergerak, dorong saja maka ia akan berputar tanpa ingin berhenti.
REBCO adalah apa yang dikenal sebagai superkonduktor. Bahan yang memiliki resistansi listrik mendekati nol. Namun, sebagian besar perlu didinginkan hingga suhu yang sangat dingin untuk memperoleh sifat ajaibnya.
Yang istimewa tentang REBCO adalah ia menjadi superkonduktor pada suhu yang sejuk (dalam dunia superkonduktor) minus 200 Celcius (minus 328 Fahrenheit), sekitar suhu nitrogen cair. Membuatnya jauh lebih berguna.
Daya tarik bagi ilmuwan magnet seperti Greg Brittles adalah peran superkonduktor suhu tinggi (HTS) dalam menjadikan fusi nuklir kenyataan praktis.
Fusi nuklir telah lama menjanjikan listrik tanpa karbon dan hampir tak terbatas dari unsur-unsur yang melimpah dan terjadi secara alami. Namun, sejak tahun 1950-an, hal itu masih di luar jangkauan.
Tantangannya adalah bagaimana menciptakan, lalu memanfaatkan fusi nuklir – proses yang sama yang memberi daya pada bintang seperti Matahari kita – di Bumi. Di situlah magnet berperan.
“Magnet HTS memungkinkan kita memasuki medan magnet yang lebih kuat daripada yang pernah mungkin sebelumnya,” katanya. “Dan magnet ini memungkinkan kita melakukannya dalam perangkat yang lebih ringkas.”
Greg adalah ilmuwan utama di Tokamak Energy, sebuah perusahaan yang berpusat di Oxfordshire yang baru saja terpilih oleh pemerintah Inggris sebagai bagian dari konsorsium yang menawar untuk membangun Tokamak Bulat untuk Produksi Listrik (STEP). STEP adalah upaya Inggris untuk menjadi yang pertama di dunia yang membangun demonstrasi praktis reaktor fusi yang memasok listrik ke jaringan listrik nasional.
Melakukan fusi memerlukan penciptaan sesuatu yang disebut plasma atom berat seperti deuterium dan tritium – isotop hidrogen.
Tetapi untuk membuat partikel dalam plasma berfusi dan melepaskan sejumlah besar energi yang dilepaskan oleh fusi, berarti membuatnya sangat panas – sekitar 10 kali lebih panas daripada Matahari.
Terlebih lagi, plasma memiliki muatan listrik sehingga jika menyentuh permukaan apa pun, plasma langsung mendingin dan runtuh.
Namun, jika Anda melapisi wadah berongga berbentuk donat yang disebut tokamak dengan magnet yang sangat kuat, Anda dapat membuat “botol” magnetik tanpa dinding fisik yang dapat menampung, memampatkan, dan memutar plasma seperti blender canggih untuk memaksa terjadinya fusi.
Dan masalahnya sejauh ini adalah mendapatkan medan magnet yang cukup kuat dan padat untuk melakukan tugas tersebut. Ilmuwan fusi menyamakannya dengan menahan jeli dalam jaring – jeli yang bersuhu 100 juta Celsius (180 juta Fahrenheit).
Hingga saat ini, mesin tokamak haruslah merupakan mesin yang sangat besar dan mahal karena ukuran magnet yang dibutuhkan – dan sistem pendingin untuk mendinginkannya hingga suhu superkonduktor sedingin kedalaman luar angkasa.
Namun dengan magnet HTS, ilmuwan seperti Greg berharap dapat membuat STEP lebih kecil dan lebih murah untuk dibangun, dan karena itu lebih mudah untuk dibongkar dan disesuaikan saat mereka mengutak-atik dan mengutak-atik jalan menuju fusi.
Lapisan tipis REBCO yang diikat pada pita logam tembaga, dililitkan ratusan kali dengan arus 1.000 ampere yang mengalir melaluinya seharusnya dapat menyelesaikan pekerjaan.
Greg menunjukkan saya DEMO-4, prototipe botol magnetik bulat yang akan mereka uji.
“Tidak diragukan lagi, ini adalah magnet HTS tercanggih yang pernah dibuat dan ini akan memberi tahu kita lebih dari yang pernah diketahui tentang cara membuatnya dengan benar,” katanya.
Mereka berharap DEMO-4 akan menjadi prototipe untuk STEP – yang akan dibangun di lokasi pembangkit listrik yang tidak digunakan lagi di Nottinghamshire dan bertujuan untuk menghasilkan listrik pada tahun 2040.
Namun, persaingan untuk menjadi yang pertama dalam fusi kini semakin ketat. Sebelumnya, hanya beberapa kolaborasi internasional di Inggris, Eropa, dan AS yang mampu mengumpulkan uang dan keterampilan untuk bereksperimen dengan fusi.
Kini dengan tersedianya teknologi seperti superkonduktor suhu tinggi, perusahaan rintisan seperti Tokamak Energy mencobanya.
Yang menimbulkan pertanyaan apakah pemerintah Inggris yang kekurangan uang mampu menjadi pemain serius dalam perlombaan ini.
Baru saja diumumkan dana sebesar £410 juta untuk penelitian fusi guna membantu mendukung program seperti STEP dan sains serta rekayasa fusi terkait yang berpusat di Otoritas Energi Atom Inggris di Oxfordshire.
Ini merupakan peningkatan yang cukup besar dari £380 juta yang dialokasikan pemerintah sebelumnya untuk fusi. Investasi swasta mulai bergerak ke fusi, tetapi ini masih merupakan taruhan yang berisiko. Diperlukan komitmen politik dan pendanaan pemerintah yang konsisten selama beberapa tahun ke depan untuk memastikan Inggris dapat mengimbangi perlombaan global untuk fusi.