ITER: sebuah pengalaman senilai 15 miliar euro.
ITER:
sebuah pengalaman senilai 15 miliar euro
Reaktor fusi: berbahaya
Litiun
ditambah air = ledakan!
Pada tanggal 16 Mei 2011, sebuah delegasi dari Parlemen Eropa berkunjung ke Hotel Raja René di Aix-en-Provence, tempat mereka mendengarkan beberapa presentasi yang disampaikan oleh para pengelola proyek ITER. Saya berhasil memberikan 40 eksemplar sebuah makalah yang saya cetak sendiri di rumah, yang merupakan versi ringkas dari apa yang akan dibaca di bawah ini, kepada anggota parlemen Michele Rivasi. Anggota parlemen tersebut kemudian membagikannya kepada rekan-rekan lainnya dari Parlemen Eropa.
Sekitar 200 demonstran anti-nuklir berkumpul di depan hotel. Jumlahnya sedikit, mengingat betapa besar risikonya, dan saya satu-satunya ilmuwan—bahkan satu-satunya insinyur atau teknisi. Para demonstran ini adalah anti-nuklir biasa yang khas.
Memang benar bahwa orang-orang seperti saya terbangun setelah terkena "suntikan ingatan" dari peristiwa Fukushima. Namun kesadaran ini, dalam kasus saya, tentang betapa mematikannya energi nuklir adalah sesuatu yang pasti. Saya sebelumnya tidak pernah bertanya-tanya hal ini. Di masa lalu, para aktivis awal menderita langsung akibat kekerasan dari aparat keamanan, granat air mata, atau granat defensif yang menyebabkan kematian Michalon, seorang demonstran yang menentang pembangunan reaktor super-generasi di Creys-Malville pada 31 Juli 1977, yang terkena granat tersebut di dada dan meledak.
Hingga hari ini masih ada orang-orang yang memilih untuk mengikat diri ke rel kereta api tempat kereta barang membawa limbah radioaktif menuju "pusat pemrosesan Hague" (sebenarnya pusat ekstraksi plutonium yang digunakan untuk membuat bahan bakar nuklir buatan Prancis MOX, yang digunakan di 20 reaktor di Prancis, reaktor nomor 3 Fukushima, dan diekspor ke luar negeri). Para pengikat diri ini umumnya dikeluarkan secara paksa, banyak yang terluka, dan mereka berjuang demi kesehatan kita dan anak-anak kita agar tetap sehat serta terhindar dari kepentingan menguntungkan para "nukleokrat".
Truk pembawa bahan berbahaya harus melewati, dengan harga apa pun.
Saya mengakui rasa malu karena baru menyadari terlambat, dan saya merasa ingin muntah ketika tidak melihat satupun rekan ilmuwan atau insinyur saya bergabung dalam protes yang sah ini. Kesadaran akan bahaya gila dari energi nuklir sedang muncul saat ini, didorong oleh bencana Fukushima, dan meskipun media mengalami blackout karena di bawah kendali para baron atom.
Namun sebelum itu terjadi, mereka yang menentang nuklir dianggap sebagai orang-orang marginal, pemimpi, padahal mereka justru memiliki visi yang lebih jelas dan lebih awal tentang realitas situasi ini.
Seperti yang akan kita lihat di bawah ini, kenyataannya jauh lebih buruk dari yang bisa dibayangkan.
Sejauh ini argumen yang diajukan melawan proyek ITER terutama bersifat lingkungan atau estetika. Baru saja saya menonton video yang sangat menggambarkan dan mengejutkan, diambil dari presentasi situs web ITER, di mana pemandu menyatakan bahwa mereka dengan hati-hati memindahkan kelelawar agar membuat sarang di tempat lain. Bahkan flora dilindungi pun telah diperhitungkan.
Tapi betapa bodohnya ini, ketika Anda tahu apa yang akan datang.
Kita tahu kritik terhadap radioaktivitas tritium, zat radioaktif dengan waktu paruh 12,3 tahun. Ya, masalahnya ada di sini dan sangat nyata. Tritium adalah isotop hidrogen yang intinya mengandung satu proton dan dua neutron, berbeda dari inti hidrogen ringan (satu proton) dan isotop lainnya, deuterium (satu proton dan satu neutron). Ketiganya dikelilingi oleh satu elektron. Elektron ini membentuk "kerumunan elektron" atom yang menentukan sifat kimia zat tersebut.
Dari sudut pandang kimia, hidrogen ringan dan dua isotopnya, deuterium dan tritium, memiliki sifat hampir sama.
Ketika hidrogen "berat" bereaksi dengan oksigen, dihasilkan molekul yang disebut air berat. Semua kombinasi ketiga inti dengan oksigen mungkin terjadi, termasuk molekul yang mengandung satu atau dua atom tritium.
Air kaya tritium ini akan bersifat radioaktif.
Para penentang program ITER akan berargumen bahwa karena tritium mirip hidrogen, maka sangat sulit untuk membatasi kebocoran tanpa risiko. Molekul hidrogen ringan yang sangat kecil dapat menembus katup dan segel. Bahkan lebih buruk lagi, hidrogen bisa menembus dinding padat! Tritium adalah juara dalam pelarian karena bisa menembus segel dan sebagian besar bahan polimer.
Dari sudut pandang biologis, tidak ada bahaya dari hidrogen ringan maupun deuterium. Namun dengan tritium, situasinya berbeda. Atom hidrogen memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan banyak atom lainnya, menghasilkan jumlah besar molekul baik di alam mineral maupun dalam biokimia.
Dengan demikian, tritium ini bisa masuk ke rantai makanan bahkan ke DNA.
Pendukung ITER dapat membantah bahwa kebocoran atau pelepasan tritium yang terjadi selama pengujian mesin atau turunannya hanya akan menyebabkan pencemaran yang sangat kecil, "tidak menimbulkan risiko bagi kesehatan publik".
Kita sudah terbiasa mendengar ini dari mulut semua nukleokrat selama beberapa dekade.
Argumen lain yang diajukan pendukung proyek ITER: dalam tubuh manusia ada yang disebut "siklus air". Jika tubuh manusia menyerap air tritium, maka akan segera dilepaskan ke alam. Periode biologisnya (sebulan hingga satu tahun) lebih pendek daripada periode radiologisnya. (Wikipedia)
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme
Kondisinya akan berbeda jika atom tritium terikat, misalnya pada molekul DNA. Di sinilah kita menyentuh konsekuensi dari kontaminasi dosis rendah yang memberikan efek jangka panjang.
Di sini, pendukung ITER mungkin hanya mengangkat bahu dan berkata bahwa jumlah tritium sangat kecil sehingga tidak akan terdeteksi... dll...
Secara kesimpulan, bisa dikatakan bahwa tidak ada kritik efektif di bidang ini.
Tentu saja, ada biaya proyek yang sangat besar, dan peningkatan tiga kali lipat anggaran hanyalah awal yang samar, seperti yang akan kita lihat nanti, ditambah risiko jadwal. Pertanyaan krusial, yang menyakitkan:
- Kapan listrik dari energi ini akan tersedia?
Aspek-aspek teknis-sains yang akan kita bahas di bawah ini membuat perkiraan masa depan anggaran dan waktu menjadi mustahil, bahkan dalam hal kelayakan dan keuntungan.
Mari kita mulai dengan mencari akar dari proyek ITER
http://www.iter.org/proj/iterhistory
Kita baca bahwa proyek ini muncul dari diskusi antara Gorbachev dan Reagan yang terjadi di Jenewa pada 1985, pada akhir Perang Dingin.
Reagan dan Gorbachev di Jenewa, 1985
Penghentian cadangan senjata nuklir dan rudal yang luar biasa telah memberi citra negatif total terhadap atom, hanya sedikit terangkat oleh konotasi positif dari energi nuklir sipil. Kita tahu bahwa reaktor sipil bisa diubah menjadi reaktor plutonium dan kemudian digunakan untuk membuat bahan peledak seperti bom fisi: plutonium.
-
Bencana Chernobyl telah menunjukkan bahwa atom damai yang pernah kita impikan dapat membawa kesejahteraan bagi umat manusia justru bisa menghancurkan lingkungan selama waktu tak terbatas, bahkan melebihi masa hidup spesies kita, dan sekaligus berbahaya bagi kesehatan serta genetika manusia. Argumen-argumen ini tidak boleh diabaikan.
-
Jika kita tambahkan masalah tak terpecahkan terkait penyimpanan limbah dan dekomisi pembangkit listrik tenaga nuklir, yang bahkan belum ada rencana jelas bagaimana melakukannya.
-
Kita tambahkan juga fakta bahwa satu tahun setelah pertemuan ini terjadi bencana Chernobyl.
Semakin mendesak kebutuhan untuk menemukan "atom damai" yang tidak bisa digunakan untuk membuat senjata baru, dan limbahnya terdiri dari gas tak berbahaya: helium yang tidak bisa menyebabkan penyebaran "bahan sensitif".
Segera muncul pikiran tentang generator fusi deuterium-tritium, yang diklaim memiliki segala macam keunggulan.
Energi tak terbatas, kita katakan. Dan memikirkan jumlah fenomenal deuterium dan tritium (atau lithium, dari mana tritium bisa dibuat) yang terkandung dalam air laut.
Energi dari fusi pertama-tama adalah mitos kuat tentang "atom pembawa manfaat", tanpa bahaya, damai, dan "energi tak terbatas".
Kita sertakan gambar yang menyentuh imajinasi manusia, yaitu "matahari dalam tabung reaksi".
Manusia selalu mengaitkan fenomena besar alam dengan konstruksi mitologis. Air yang turun dari langit memungkinkan panen yang baik. Peradaban pra-kolombus berdoa kepada langit agar memberi cairan vital ini: hujan. Tapi air juga adalah banjir, yang menghancurkan dan membunuh.
Hal yang sama terjadi dengan matahari. Bagi bangsa Mesir kuno, dewa-dewa bukan lain selain manifestasi dari dewa pusat yang bersinar: matahari. Ra adalah matahari yang memberi berkah dan panen baik, sementara saudaranya Seth, dewa matahari yang mengerikan dari gurun kering, adalah yang mengeringkan tanaman dan membuat para pelancong tersesat mati kehausan.
Ada mitos tentang atom. Ketika Oppenheimer, yang bisa membaca bahasa Sanskerta, pertama kali menyaksikan ledakan nuklir di depan matanya, ia secara naluriah mengucapkan puisi India dari Baghava Gita (ayat 33, bab 11), yang berakhir dengan kalimat:
Saya adalah kematian, pemusnah semua dunia
http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita
Atom mulai menjadi bagian dari sejarah, mendapatkan tempat dalam imajinasi manusia, berbentuk dewa mengerikan yang setara dengan petir Jupiter, palu Thor, dengan konotasi Alkitabiah dari Kebangkitan, akhir dunia.
Kemudian datang masa atom damai, yang memberi kenyamanan dan meningkatkan kualitas hidup. Atom yang menghangatkan rumah, menggerakkan mesin kereta cepat yang membawa kita dengan nyaman dan cepat.
Namun tragedi Chernobyl dan Fukushima muncul sebagai seruan keras dan kasar. Maka atom berubah menjadi sesuatu seperti wabah putih, tak terlihat, tak berbau, secara perlahan mematikan.
- Tidak semua akan mati, tapi semua telah terkena...
Bahkan ketika operasi pembangkit listrik tampak berjalan tanpa masalah, sudah terjadi insiden dalam bidang kesehatan pada staf yang bekerja di pembangkit tersebut. Sebuah studi oleh INSERM (Institut Nasional Kesehatan dan Penelitian Medis Prancis) menunjukkan bahwa kasus kanker dua kali lebih tinggi pada staf tersebut, meskipun dosimeter mencatat dosis di bawah batas yang ditetapkan (secara sewenang-wenang) oleh Otoritas Keselamatan Nuklir.
Di sinilah kita melihat atom sipil, meskipun didukung oleh lobi kuat dari para nukleokrat, berubah menjadi sesuatu yang mengkhawatirkan.
Lalu mengapa kita tidak mendorong lebih jauh "matahari dalam tabung reaksi" ini, atom yang kembali menjadi bermanfaat, tanpa risiko? Jika pesawat jatuh di atas tokamak, atau teroris melakukan sabotase dengan bahan peledak, tidak akan ada masalah! Apa konsekuensinya? Sedikit deuterium, tritium, lithium, dan helium akan lolos ke udara, kita katakan, dan keesokan harinya insiden ini sudah menjadi sejarah.
Dengan fusi, kita melihat munculnya mitos "atom tanpa risiko dan limbah".
Seperti yang bisa dibayangkan, hal ini tidak sepenuhnya benar. Fusi deuterium-tritium menghasilkan neutron yang kemudian mencemari semua struktur reaktor. Struktur-struktur ini akan menjadi radioaktif karena "aktivasi", akibat transmutasi yang terjadi pada semua material yang terkena fluks neutron tinggi. Dengan demikian, dekomisi reaktor fusi sama kompleks, bermasalah, dan mahal seperti dekomisi reaktor fisi.
Pendukung program ITER akan berargumen bahwa limbah yang dihasilkan dari fusi memiliki waktu paruh ratusan tahun, sementara fisi menghasilkan radionuklida mematikan selama ratusan ribu tahun.
Setelah pengantar ini, kita harus keluar dari mitos, melupakan kalimat-kalimat indah seperti "matahari dalam tabung reaksi" dan "energi tak terbatas", menjadi realistis, dan meninjau proposal tersebut dari segi kelayakan.
Untuk melakukan ini, saya harus menggunakan bahasa fisika. Sebisa mungkin saya akan berusaha agar bahasa ini mudah dipahami.
Fusi adalah menara gading yang dilindungi oleh kompleksitas ekstrem fenomena yang melibatkan. Dan ini adalah salah satu alasan mengapa nukleokrat bisa menghindari pertanyaan dengan menjawab "ini sangat rumit". Mereka kemudian mengirimkan interlokutor mereka—mungkin seorang politisi—ke dalam kabut tinta kompleksitas yang memungkinkan mereka menghindari pertanyaan berbahaya, seperti gurita yang melepaskan kabut tinta.
Mari kita masuk ke inti pertanyaan ilmiah ini, dan pergi jauh melampaui omong kosong biasa untuk pemula.
Proyek ITER didasarkan pada dua serangkaian hasil. Di satu sisi, kita punya hasil Inggris dari JET (Joint European Torus), yang diperoleh di laboratorium Culham pada Oktober 1997, di mana injeksi berbagai bentuk energi memungkinkan, selama satu detik, terjadinya reaksi fusi dengan koefisien
Q = 0,7
Apa arti koefisien Q ini? Ini adalah rasio antara energi mentah yang dipancarkan dalam fusi dan energi yang disuntikkan dalam bentuk gelombang mikro, injeksi partikel "netral", dll...
Reaktor fusi menghasilkan energi dengan aliran sebanding dengan volume tungku nuklir, atau dengan kata lain pangkat tiga dari dimensi karakteristiknya (ambil, misalnya, diameter torus plasma).
Kehilangan energi terjadi di dinding, dan sebanding dengan luas permukaan tungku. Berubah sesuai kuadrat dimensi karakteristiknya.
Kesimpulannya, koefisien Q mengikuti hukum evolusi:
Jika JET hanya mencapai nilai Q = 0,65 berarti mesin terlalu kecil. ITER, dua kali lebih besar, harus memungkinkan kenaikan koefisien dua kali lipat, atau:
Q = 1,4
Dalam brosur ITER, tertulis bahwa mereka mengharapkan faktor lebih dari 5, dengan waktu operasi antara 400 hingga 1000 detik.
Beberapa detail dari eksperimen ini di JET. Tokamak ini tidak dilengkapi kumparan superkonduktor. Medan magnet dibuat oleh solenoid yang terbuat dari kawat tembaga. Arus listrik yang mengalir melalui solenoid mencapai beberapa megaampere, dan kehilangan energi dalam bentuk panas akibat efek Joule mencegah perpanjangan eksperimen.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html
Sistem pemanas ITER (gelombang mikro, injeksi netral) merupakan ekstrapolasi dari sistem yang dipasang di JET.
Maka ITER "akan berfungsi".
Tidak ada yang meragukannya. Akan terjadi fusi deuterium-tritium dengan koefisien Q lebih besar dari satu, dan selama waktu yang jauh lebih lama, berkat penggunaan kumparan superkonduktor.
Tapi apakah itu semua?
Mesin ini, seperti akan kita tunjukkan, tidak lengkap.
Dalam kondisi saat ini, bahkan tidak bisa dianggap sebagai prototipe yang sedang divalidasi. Karena kekurangan satu atau bahkan beberapa elemen penting, termasuk yang belum pernah diuji kinerjanya.
Reaktor akan diisi campuran 50/50 isotop hidrogen, deuterium dan tritium. Reaksi fusi menyebabkan kedua unsur menghilang dan menghasilkan inti helium dengan dua muatan positif, dengan energi fusi 3,5 MeV, serta memproduksi neutron 14,1 MeV.
Fusi deuterium-tritium
Medan magnet konfinemen mencegah inti helium keluar. Melalui pertukaran energi dengan ion deuterium dan tritium, atom helium membantu menjaga suhu plasma, yang jika tidak akan mendingin karena kehilangan energi melalui radiasi. Namun medan ini tidak berpengaruh pada neutron, yang tidak bermuatan, dan akan menghantam dinding cincin konfinemen. Dalam material dinding, neutron ini akan menimbulkan radioaktivitas melalui aktivasi dan transmutasi berbagai jenis.
Nobel Prancis Pierre-Gilles de Gennes meragukan apakah bisa melindungi material sensitif kumparan superkonduktor dari hujan neutron hasil fusi. Material superkonduktor rapuh. Kerusakan oleh neutron bisa menghilangkan sifat superkonduktivitas secara lokal, membuat magnet tidak berfungsi bahkan hingga rusak total.
Menghadapi masalah besar ini, pengelola ITER menjawab bahwa di belakang dinding pertama ("the first wall") dan kumparan akan ada dinding kedua yang terbuat dari senyawa lithium yang menyerap neutron dan menciptakan tritium melalui reaksi eksotermik:
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
Lihat juga:
Harus ditekankan bahwa reaksi ini adalah reaksi fisi yang dipicu, fisi dari lithium-7, yang berada dalam keadaan tidak stabil dan terbelah menjadi dua atom dengan 4 (helium) dan 3 (tritium) nukleon.
Dinding kedua (atau pelindung tritium) terbuat dari campuran cair lithium dan timah. Fungsi timah adalah memperlambat neutron. Dalam proses ini bisa menghasilkan dua neutron lainnya. Massa cair pada 500°C didinginkan dengan air bertekanan. Tidak mungkin campuran logam cair ini bersentuhan langsung dengan air. Lithium meleleh pada 180°C dan menguap pada 1342°C.
Lithium tidak terbakar di udara pada suhu ruang seperti saudaranya alkali, natrium. Namun pada suhu cukup tinggi, ia terbakar seperti saudaranya yang lain: magnesium, dan pembakarannya eksotermik serta sangat kuat.
http://www.plexiglass.fr/materiaux/metaux/lithium.html
http://www.youtube.com/watch?v=ojGaAGDVsCc
****http://www.youtube.com/watch?v=hSly84lRqj0&feature=related
****http://www.youtube.com/watch?v=oxhW7TtXIAM&feature=related
| Kutipan
(terjemahan) | : | Lithium
adalah satu-satunya logam alkali yang bisa ditangani di udara tanpa
risiko, sementara yang lain mengalami oksidasi dan sering terbakar. Di udara, lithium secara perlahan membentuk lapisan oksida dan nitrida. | Dengan udara lembap, serangan, yang dipicu oleh uap air, jauh lebih cepat. | Logam ini menyala di atmosfer oksigen kering di atas 200°C menghasilkan lithium oksida Li2O dan bukan peroksida, membedakannya dari homolognya yang lebih tinggi (Na, K, dll) dan membuatnya lebih mirip logam alkali tanah. | Pembakaran lithium sangat eksotermik dan disertai cahaya putih terang seperti magnesium.
Lithium terbakar di udara, bersentuhan dengan air: ledakan segera
Api lithium dalam air
Lithium ditambah air
Dalam kehadiran air pada 500°C, ia menguraikan air, mengambil oksigennya dan melepaskan... hidrogen. Reaksi jenis ini mirip dengan yang terjadi di cangkang zirkonium yang membungkus bahan bakar dalam reaktor Fukushima, dan secara umum terjadi di semua reaktor pendingin air ketika suhu meningkat dan air berubah menjadi uap.
Hidrogen yang dilepaskan dalam reaksi lithium dengan air yang harus mendinginkan bisa bereaksi dengan udara dan menyebabkan ledakan seperti yang Anda lihat di Fukushima. Lithium adalah zat sangat reaktif yang bisa bereaksi dengan oksigen, hidrogen (menghasilkan litium hidrida, bahan peledak dalam bom hidrogen). Bisa bereaksi dengan nitrogen pada suhu ruang membentuk nitrida lithium. Semua reaksi ini eksotermik dan bisa meledak, menyebabkan kerusakan besar.
Dan dari semua ini, tidak ada yang memberi tahu kita
Tidak ada yang membicarakan apa yang akan terjadi jika dalam reaktor fusi, lithium mulai terbakar atau bereaksi dengan air yang harus mendinginkannya. Pelindung tritium ini (yang meregenerasi tritium dari lithium) belum pernah diuji. Seperti yang ditunjukkan Michele Rivasi dalam pertemuan ini, lebih baik menguji pelindung tritium ini di mesin lain, seperti JET atau mesin Jerman (ASDEX di Max Planck Institute di Garching), atau mesin Jepang, sebelum meluncurkan proyek
- mahal
- berbahaya
- penuh masalah
Di sekitar sel pelindung tritium, yang akan kita lihat gambarnya di bawah ini (sumber: situs web CEA), ada dua hal yang perlu diperhatikan:
- Langsung bersentuhan, dinding pertama, dalam berilium. Berilium adalah logam yang meleleh pada 1380°C. Perilakunya dalam tokamak belum diuji. Berilium sangat beracun, bahkan bisa menyebabkan penyakit paru-paru yang tak dapat disembuhkan bernama beriliosis. Juga bersifat karsinogenik.
Elemen pelindung tritium (eksperimen tak pernah dilakukan sebelumnya)
Di sisi lain, terdapat kumparan superkonduktor yang didinginkan dengan helium cair pada 3 K (atau -270°C). Pada kenaikan suhu sedikit saja di atas 20 K (tergantung material superkonduktor yang digunakan), sifat superkonduktivitas akan hilang. Bagian kumparan yang kehilangan sifat superkonduktivitas menjadi resistif dan menghilangkan semua energi yang terakumulasi dalam bentuk panas (efek Joule) yang bisa menghancurkan total material superkonduktor. Helium cair menguap secara brutal, memperbesar volumenya lebih dari 700 kali. Ini adalah bom siaga.
Ketika konduktor ini berada dalam keadaan "superkonduktor", tidak ada kehilangan panas. Sistem kriogenik hadir untuk mendinginkan dan menjaga suhu elemen superkonduktor tetap rendah.
Kecelakaan semacam ini terjadi di CERN pada 2008. Salah satu sambungan kumparan putus dan kehilangan superkonduktivitas. Arus yang mengalir dalam kumparan mencapai 9000 ampere. Terjadi busur listrik yang menguapkan helium cair dalam kumparan. Ledakan berikutnya mendorong kumparan seberat 40 ton beberapa meter (…).
Dalam reaktor fusi, yang dilengkapi pelindung tritium yang sangat penting, bencana bisa terjadi dengan:
- Pembakaran hebat lithium dalam pelindung tritium (lithium terbakar seperti magnesium. Harus ditunjukkan di stasiun TV).
- Dalam kehadiran air: ledakan.
- Panas yang dihasilkan mengganggu kumparan superkonduktor di sekitarnya, yang menguap.
- Kebakaran lithium ini membawa uap timah (beracun: saturnisme) dan tritium (radioaktif) yang telah diregenerasi dalam pelindung tritium.
- "Dinding pertama" (1-2 mm berilium, juga beracun) juga menguap dan bercampur dengan pencemar beracun lainnya.
- Termasuk penyebaran beberapa kilogram tritium yang merupakan muatan reaktor
Total...
Tenang saja, ledakan semacam ini akan menyebabkan hentinya segera reaksi fusi. Tidak buruk. Ini yang selalu kita dengar selama puluhan tahun dengan menekankan keamanan reaktor nuklir abad depan.
Tapi dari segi kimia, ini akan menjadi... Seveso.
Dalam pertemuan tentang ITER, Michele Rivasi menciptakan ketegangan nyata ketika bertanya: "Siapa yang akan membayar jika terjadi kecelakaan, bencana? Siapa yang bertanggung jawab?" Jawabannya adalah keheningan yang mencekam, yang berarti:
- Tapi Anda bicara apa sih? Bencana apa? Semua tindakan pencegahan akan diambil, tentu saja...!
| Kehadiran lithium ini, yang sangat penting untuk menciptakan pelindung tritium, membuat reaktor menjadi sangat berbahaya. |
|---|
Bahaya tak terhindarkan ini sengaja disembunyikan dari publik, sementara di depan mereka dibentangkan tirai asap nyata tentang "reaksi dasar fusi", yaitu campuran deuterium-tritium.
Pahami dengan jelas. Sebuah "reaktor fusi" tidak berfungsi hanya dengan satu reaksi, melainkan dua.
Secara rinci:
2Deuterium + 3tritium menghasilkan 4helium ditambah 1neutron, ditambah energi
(reaksi paling terkenal dalam sejarah nuklir)
Neutron ditambah lithium menghasilkan helium ditambah tritium (melalui regenerasi), ditambah energi
Neutron menyumbang 80% energi yang dipancarkan: 14 MeV (mega-elektron-volt).
Helium menyumbang 20% energi ini. Energi ini disampaikan dalam plasma melalui tabrakan dan menjaga suhu reaktor, 100-150 juta derajat.
Neutron, yang tidak bermuatan listrik, menembus "penghalang magnetik" dan menghantam "dinding pertama", berilium. Atau menembus tanpa berinteraksi, atau berinteraksi dan terlibat dalam reaksi:
9****Berilium + 1neutron menghasilkan 2 helium 4 ditambah 2 neutron 1
Reaksi kedua, jika tidak ada pilihan lain, untuk reaktor fusi adalah yang meregenerasi tritium:
1neutron + 6Lithium menghasilkan 4Helium ditambah 3Tritium, ditambah energi.
Kita bisa menggabungkan dua reaksi dasar ini menjadi satu:
Deuterium
Lithium
menjadi 2
Helium
, lebih
energi
Jadi "reaktor fusi", yang memiliki hubungan keluarga dengan reaktor super-generasi, tidak menggunakan campuran deuterium dan tritium, melainkan deuterium dan lithium, kedua zat ini melimpah dalam air laut.
Dari sinilah muncul gagasan "energi tak terbatas".
Baik. Tapi tetap perlu tahu bagaimana membuat reaksi regenerasi tritium berfungsi, yang sangat berbahaya dan belum pernah diuji. Ini akan diuji dalam ITER.
Diperlukan kerja intensif penyebaran informasi salah dan anestesi media selama beberapa dekade agar penduduk lokal, kecuali beberapa "ekologis yang tergugah", melihat proyek berbahaya ini dibangun di wilayah mereka dengan begitu pasif. Walikota Aix-en-Provence, Maryse Joissains, menegaskan dukungan tanpa syaratnya terhadap ITER.
Pelindung tritium harus terdiri dari sejumlah N elemen seperti yang tampak pada gambar di atas. Dalam eksperimen ITER hanya akan dipasang beberapa elemen semacam itu. Mungkin hanya satu, elemen lainnya diganti dengan cangkang yang berfungsi sebagai penghalang neutron. Kemungkinan besar timah.
Penempatan pelindung tritium ini di sekitar ruang reaktor hanya akan menjadi demonstrasi, dan pastinya akan menjadi mainan berikutnya bagi para nukleokrat kita.
Tidak peduli dari sudut pandang mana kita melihat proyek ITER, kita selalu berakhir dengan masalah sangat kompleks, solusi yang belum teruji, yang juga kompleks. Dan siapa yang bicara kompleksitas, berarti bicara durasi pemasangan dan ledakan biaya.
Dalam hal kompleksitas, jarak antara ITER dan reaktor fisi nuklir sama seperti jarak antara tabung reaktor dan pemanas air.
Kita bisa mengajukan pertanyaan berikut kepada pencipta ITER:
Apakah perilaku keseluruhan "dinding pertama" bersama pelindungnya (tritium) dan sistem pembuangan panas akan memuaskan? Atau justru lebih merupakan inovasi daripada sistem yang sudah matang?
Masalah lain terkait operasi ITER adalah ablasi dinding pertama akibat dampak ion hidrogen. Di sini panduan ide dasarnya berdasarkan hasil dari Prancis di mesin Tore Supra, tokamak Prancis yang dipasang di Cadarache, dilengkapi kumparan superkonduktor yang bisa menghasilkan hingga 4 tesla. Namun suhu yang dicapai tidak memungkinkan fusi terjadi. Kecuali salah (setiap koreksi sangat diharapkan), suhunya hanya beberapa juta derajat. Dan waktu operasinya mencapai rekor 6 menit.
Dimungkinkan untuk mempelajari perilaku dinding yang sangat dekat atau langsung bersentuhan dengan plasma panas. Kamar konfinement telah dilapisi ubin karbon (CFC), sangat mirip dengan yang digunakan pada pesawat ulang-alik luar angkasa. Karbon menghantarkan panas dengan baik dan menunjukkan ketahanan yang baik terhadap suhu tinggi. Para ilmuwan telah mempelajari penyerapan panas melalui konduksi melalui dinding yang disebut "limitator". Ini adalah jalur melingkar yang dapat kita lihat di bawah kamar berbentuk torus.
Kamar Tore Supra. Di bawah, limitatornya
Dinding kamar telah diuji dengan aliran panas 1 Megawatt per meter persegi, aliran ini meningkat menjadi 10 Megawatt per meter persegi di limitator, di mana suhu permukaan mencapai 1200-1500°C. Limitator merupakan penukar panas, di belakangnya terdapat sirkulasi air pada suhu 220°C dan tekanan 40 bar, sehingga memungkinkan pengujian kemungkinan pemulihan panas dalam tokamak.
Sebuah catatan dan penjelasan yang baru saja saya konfirmasi. Telah diumumkan secara besar-besaran bahwa fusi deuterium-tritium, pasangan "ajaib", telah berhasil dicapai di JET. Faktanya, ini tidak terlalu diketahui oleh banyak orang, sebagian besar eksperimen fusi dilakukan dengan deuterium, pada suhu sedikit lebih tinggi dari 150 juta derajat.
****http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
| Reaksi yang terjadi dalam reaktor yang menggunakan deuterium sebagai bahan bakar fusi
Sumber
deuterium + deuterium → (helium 3 + 0,82 MeV) + (neutron + 2,45 MeV)
deuterium + deuterium → (tritium + 1,01 MeV) + (proton + 3,03 MeV)
deuterium + tritium → (helium 4 + 3,52 MeV) + (neutron + 14,06 MeV)
deuterium + helium 3 → (helium 4 + 3,67 MeV) + (proton + 14,67 MeV)
Orang Inggris telah melakukan beberapa uji coba dengan deuterium-tritium untuk memvalidasi konsep ini. Namun menurut sumber saya, inti dari uji coba dilakukan dengan deuterium, mungkin karena alasan biaya produk.
Kehilangan akibat radiasi.
Plasma kehilangan energi melalui dua proses radiasi dari "gas elektron". Pertama adalah "radiasi sinkrotron", yang mencerminkan kehilangan energi partikel bermuatan listrik yang mengorbit medan magnet mesin. Sumber kehilangan kedua adalah "radiasi perlambatan", atau bremsstrahlung. Ketika elektron melewati dekat ion, lintasannya dibelokkan. Elektron ini melambat dan memancarkan radiasi jenis ini yang intensitasnya meningkat sebanding dengan kuadrat muatan listrik Z dari ion.
Radiasi perlambatan (bremsstrahlung)
Karbon menarik perhatian karena beberapa alasan:
- Ketahanan tinggi terhadap suhu tinggi (ubin-ubin ini sangat mirip dengan yang digunakan pada pesawat ulang-alik luar angkasa)
- Konduktivitas termal yang baik.
- Jumlah muatan listrik ion karbon yang kecil (enam).
Dalam mekanisme kehilangan energi akibat radiasi perlambatan, ion karbon (yang terlepas dari dinding dan masuk mencemari plasma) menyebabkan kehilangan 16 kali lebih besar dibandingkan elektron dan ion hidrogen yang hanya memiliki satu muatan.
Namun karbon mengalami fenomena abrasi dan berperilaku seperti pompa penyerap hidrogen yang sebenarnya, menyerap dan menghasilkan senyawa hidrokarbon. Jika campuran ini bercampur dengan atom tritium, maka akan menjadi radioaktif (periode hidup tritium adalah 12 tahun).
Oleh karena itu karbon tidak dapat digunakan kecuali (seperti akan kita lihat nanti) sebagai penyerap limbah.
Untuk ITER, di mana dinding dalam mencakup area 1000 meter persegi, pilihan telah dibuat. 700 meter persegi akan dilapisi berilium, logam teringan dengan titik lebur 1280°C. Lapisan ini pasti dapat menahan kejutan termal melalui sirkulasi air bertekanan di bawah permukaan. Mengenai pencemaran plasma akibat pelepasan ion, berilium memiliki 4 elektron dan menyebabkan kehilangan 16 kali lebih besar dibandingkan elektron dan ion hidrogen.
Fusi menghasilkan helium. Sebuah reaktor seperti ITER tidak dapat berfungsi dengan 10% helium, yang merupakan "abu" dari reaksi fusi. Helium harus terus dikeluarkan.
Ini adalah fungsi limitator, tetapi insinyur mempertimbangkan geometri lain yang mengarah pada konsep divertor. Divertor ini sesuai dengan saluran pembuangan yang kita lihat mengalir di bagian bawah kamar berbentuk torus:
Divertor terdiri dari modul-modul, segmen-segmen yang dapat dipindahkan dan diganti. Berikut adalah desain salah satu modulnya.
Modul divertor
Bagian berwarna hijau mewakili pelat tungsten. Logam ini, yang merupakan filamen lampu pijar, memiliki titik lebur 3000°C, tertinggi di antara semua logam. Bentuk divertor dapat dijelaskan jika kita mempertimbangkan fungsi utamanya ditambah dengan geometri magnetik khusus yang memungkinkan penangkapan ion:
Warna biru muda: berilium. Warna biru tua: tungsten. Warna hitam: karbon.
Dapat dilihat geometri magnetik seperti ekor ikan. Alur yang terletak di dasar dua saluran pembuangan ini ditujukan sebagai lubang tempat plasma dapat dipompa keluar dan kemudian dipompa kembali ke dalam kamar setelah abu (helium) dan ion pencemar plasma yang menyebabkan pendinginan radiatif—karbon, berilium, dan tungsten—dibuang.
Tungsten adalah pencemar paling berbahaya. Struktur elektroniknya membuatnya memiliki 74 elektron, dan para ahli mengatakan bahwa setelah bercampur dengan plasma fusi, ion ini dapat mencapai 50 hingga 60 muatan listrik. Pertemuan elektron dengan salah satu ion ini menyebabkan kehilangan radiasi perlambatan 3600 kali lebih besar dibandingkan ketika elektron bertemu ion hidrogen.
Kita berbicara tentang kehilangan radiatif dalam bentuk radiasi perlambatan atau bremsstrahlung. Namun ada jenis kehilangan lain yang bahkan lebih besar, terkait dengan transisi "bebas-terikat".
Ketika elektron bertemu ion deuterium, tritium, helium, atau berilium, inti-inti ini telah kehilangan semua elektronnya. Hal ini tidak berlaku untuk tungsten dalam kondisi operasi. Kemungkinan antara lima belas hingga dua puluh lima elektron (dari 74 yang dimilikinya) tetap terikat pada inti. Pertemuan dengan elektron bebas akan menyebabkan deseksitasi kulit elektron residu, diikuti segera oleh deseksitasi radiatif dengan pemancaran foton. Kehilangan baru dan sangat besar.
Pencemaran plasma oleh ion tungsten dapat menyebabkan penurunan efisiensi hingga mengakibatkan kegagalan plasma fusi.
Setelah berkonsultasi dengan seorang ahli, saya belajar bahwa pemompaan ion berat akan dilakukan di dasar alur yang memisahkan dua bagian divertor melalui lubang berukuran sentimeter.
JET awalnya dilengkapi limitator serupa dengan Tore Supra. Orang Inggris mengubah perakitan mereka dengan melapisi kamar menggunakan tungsten dan memasang divertor di dasarnya. Seperti yang disebutkan Michèle Rivasi pada 16 Mei di Aix-en-Provence, lebih baik menunggu hasil uji coba Inggris sebelum meluncurkan proyek ITER.
Kesimpulan yang sama berlaku untuk dinding berilium.
Apakah sistem divertor telah diuji?
Apakah sistem ini dapat menjamin kemurnian plasma fusi?
Jawaban dari para ahli:
- Hanya pengalaman yang akan memberikan jawabannya.
Kesimpulan:
Ketika seseorang menjelajahi bagian dalam mesin ITER, mereka akan menemukan kompleksitas yang membuat pusing. "Benda" ini jauh lebih rumit daripada reaktor nuklir fusi—seratus kali lebih rumit. Ia membawa puluhan masalah, dengan solusi-solusi yang banyak belum teruji. Efisiensi divertor adalah spekulasi murni. Dan justru solusi ini untuk membersihkan plasma secara terus-menerus merupakan syarat prerequisite untuk melanjutkan pengembangannya.
Dari sudut pandang ini, ITER adalah eksperimen yang menarik, penuh dengan topik tesis dan studi canggih. Namun juga merupakan
Eksperimen senilai 15 miliar euro
(pada saat ini)
Masalah kecil pun dapat menyebabkan ledakan baru dalam anggaran. Anggota parlemen harus menyadari masalah ini dan tidak terjebak dalam kalimat-kalimat biasa yang dirancang untuk membuat mereka tak sadar, mengisi pikiran mereka dengan kabut:
- Matahari dalam tabung reaksi
- Sumber energi tak terbatas...
Ketika saya menanyakan kepada seorang peneliti yang terlibat dalam proyek ini:
- Kapan dan dengan harga berapa kita dapat melihat mesin ini berubah menjadi pembangkit listrik?
Jawabannya adalah:
- Harus ada anggaran yang tidak terlalu ketat... sekitar beberapa miliar euro, dan akan dilakukan dalam beberapa dekade.
Menu sudah tersedia. Terlalu mahal, terlalu lambat, terlalu banyak masalah.
Untuk kebutuhan energi, apa solusinya?
Nuklir melalui fusi:
- Berbahaya
- Merusak lingkungan dan kesehatan.
- Tidak ada solusi untuk pengelolaan limbah nuklir.
Fusi melalui ITER:
- Terlalu mahal
- Terlalu banyak masalah tanpa solusi.
- Terlalu lambat
Saya akan menghadiri Kongres DZP (dense Z-pinches) di Biarritz, antara 6 hingga 9 Juni mendatang.
DZP2011 adalah konferensi utama bagi para spesialis yang bekerja di bidang penelitian Z-pinch padat dan topik terkait. Sebelumnya diselenggarakan di Laguna Beach (1989), London (1993), Vancouver (1997), Albuquerque (2002), Oxford (2005), dan Alexandria (2008) telah menarik lebih dari 100 peserta dari hingga 20 negara.
Topik-topik yang akan dibahas dalam DZP2011 mencakup semua aspek penelitian Z-pinch padat, termasuk fisika dasar Z-pinch dan berbagai aplikasi Z-pinch di bidang seperti fusi konfinement inersia, astrofisika plasma laboratorium, laser sinar-X lunak, dan fisika energi tinggi dasar. Konfigurasi plasma padat terkait seperti X-pinches, fokus plasma, dan loncatan arus tinggi dalam kapiler juga termasuk dalam topik yang menarik.
Pada hari Senin, 6 Juni 2011 pukul 08.30, teman saya Malcom Haines akan memberikan presentasi pembukaan dan menyajikan analisis hasil dari mesin-Z sejak 2005, serta menegaskan kesimpulannya: "Di Sandia, lebih dari dua miliar derajat telah dicapai sejak 2005." Paparannya dalam kongres internasional yang didedikasikan untuk mesin-Z ini penting sekali.
Program kongres Biarritz tentang mesin-Z (6-9 Juni 2011)
(apakah seorang wartawan Prancis akan datang langsung untuk meliput acara ini atau cukup puas dengan ringkasan yang dikirim oleh CEA dan institusi lain?)
Penjelasan fenomena ini dapat diringkas dalam dua kata: "resistensi turbulen".
Saya akan mendukung Malcom dalam presentasinya.
Malcom Haines, pelopor fisika plasma dan MHD
Dalam tahun-tahun sebelumnya saya mendengar orang-orang Amerika mengatakan bahwa suhu seperti itu tidak pernah dicapai sebelumnya, dan kesimpulan yang dipublikasikan dalam jurnal bergengsi Physical Review Letters pada 2006 dalam bentuk artikel berjudul "Lebih dari dua miliar derajat" adalah palsu. Namun selama lima tahun sejak terbitnya artikel tersebut, mereka tidak pernah mempublikasikan satu baris pun untuk mendukung pembantahan mereka, bahkan tidak memberikan penjelasan yang masuk akal.
Menurut pandangan saya, orang-orang Amerika telah melakukan operasi desinformasi karena proses baru ini dapat digunakan untuk merancang dan kemudian membuat bom fusi murni (di mana proses fusi diawali melalui kompresi magnetohidrodinamika, atau MHD, bukan melalui bom A). Ini adalah bom yang bisa miniaturisasi dan "bersih" (tanpa limbah nuklir) berbasis fusi boron-hidrogen (reaksi ini dimulai dari 1000 derajat dan bersifat lemah neutrino).
Saya sebutkan di atas bahwa Haines akan hadir dalam kongres, tetapi kami tidak memiliki kepastian mutlak. Saat ini dia mengalami masalah kesehatan yang mungkin menghalanginya menghadiri kongres.
Jika Haines tidak datang, tidak ada yang dapat menentang kebohongan tanpa malu-malu dan kebencian dari orang-orang Amerika dengan bobot kredibilitas ilmiahnya.
Eric Lerner, yang bekerja pada eksperimen Focus dan secara kuat mendukung filial fusi bersih boron-hidrogen, juga akan hadir.
Eric Lerner, juara fusi aneutronik
Seperti yang telah saya katakan di situs web saya selama lima tahun terakhir, suatu hari kita akan melihat munculnya pembangkit listrik berbasis fusi aneutronik ini (yang telah saya sebutkan dalam komik Energétiquement vuestros, dan dapat diunduh gratis di situs web Savoir sans Frontières (Kebijaksanaan Tanpa Batas)).
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/ESPANOL/energeticamente_vuestros.htm
Seperti mesin "ledakan". Lebih dari seratus tahun yang lalu telah menggantikan mesin uap.
ITER hanyalah... mesin uap abad ketiga, sangat rumit.
Jika suatu hari energi nuklir harus kembali mendapat dorongan baru, itu pasti berasal dari pembangkit fusi impuls.
Kita akan melihat munculnya fusi tanpa sisa apa pun, tanpa produk fusi dan tanpa struktur yang menjadi radioaktif akibat hantaman neutron.
Terus mempertahankan energi berbasis proses fusi, menumpuk limbah sangat beracun (100.000 ton hanya di Prancis...), menyimpan limbah dengan waktu paruh ratusan ribu tahun adalah kegilaan. Terutama ketika sains telah berkembang pesat dan menawarkan solusi lain.
Kita menolak kekuatan kemajuan sains.
Eksperimen yang dilakukan di Sandia menunjukkan bahwa jalur alternatif memang mungkin. Namun seperti biasa, akan terjadi:
- Senjata dahulu, baru energi setelahnya.
Tidak ada yang mengatakan bahwa eksplorasi filial fusi murni boron-hidrogen ini dapat menciptakan pembangkit listrik dalam waktu dekat.
Tetapi mesin-mesin ini akan dikenakan biaya 500 kali lebih murah dibandingkan ITER.
Mari kita tinjau solusinya:
Fusi: berbahaya, sangat mencemari, risiko bagi kesehatan
Filial fusi melalui ITER: banyak masalah, tidak pasti, terlalu mahal
Filial fusi aneutronik: masa depan tidak jelas tetapi biaya rendah. Investasi penelitian dasar harus segera dimulai.
Gas shale: mencemari air tanah.
Kembali ke gas dan minyak bumi: impor besar-besaran, sumber terbatas, pencemaran (termasuk bencana tumpahan minyak), emisi gas yang memperkuat efek rumah kaca.
Sisanya adalah energi terbarukan, sangat luas, beragam, dan membutuhkan tingkat teknologi rendah.
Jika semua negara di dunia setuju untuk menginvestasikan secara besar-besaran pada solusi ini (melampaui instalasi rumah tangga biasa) dan menyisihkan bagian anggaran yang sebelumnya digunakan untuk nuklir (sipil dan militer) serta pengembangan senjata, semua masalah akan segera teratasi!
Namun proses ini akan menghadapi penolakan keras dari berbagai alasan.
- Upaya dan investasi raksasa yang telah dikeluarkan untuk nuklir akan menjadi usang. Jika investasi besar ini disetujui dan terus dilakukan hari ini, sebagian besar karena pertimbangan aplikasi militer (pembentukan plutonium).
- Tingkat teknologi rendah yang dibutuhkan dalam pengembangan energi terbarukan (gurun, daerah aktif geotermal, lautan, dll.) akan menempatkan negara-negara maju secara teknologi dan negara-negara yang sebelumnya dianggap tidak mampu mengejar tren teknologi modern pada tingkat yang sama.
- Dan proses ini hanyalah kebijakan "anti-Orde Dunia Baru, anti-globalisasi, bahkan anti-kapitalisme".
Pendapat Presiden Nicolas Sarkozy dalam kunjungannya ke Tokyo, 31 Maret 2011
