Permintaan hak jawaban, yang diajukan kepada CEA
setelah publikasi teks yang merusak reputasi saya
23 Januari 2012
29 Maret 2012: Tidak ada respons
Pada 17 November 2011, CEA memasang teks di situsnya yang menggambarkan tulisan saya sebagai ketidakjujuran intelektual. Berikut adalah teks lengkap tersebut, 4.625 kata, 30.000 karakter:
Respon terhadap makalah "ITER: Kronik Kegagalan yang Dibawa" oleh Tuan Jean-Pierre Petit, yang diterbitkan pada 12 November 2011 dalam jurnal Nexus, disiapkan oleh Komisi Energi Atom dan Energi Alternatif. Pada 17 November 2011.
Pendahuluan
Argumen yang dikembangkan dalam artikel oleh Tuan J.P. Petit, anggota organisasi anti-nuklir Prancis "Sortir du nucléaire", yang bertujuan menentang proyek ITER dengan membangkitkan ketakutan yang tidak masuk akal, dibangun atas kutipan-kutipan yang dipilih secara sengaja dari disertasi doktoral yang baru selesai di Institut Penelitian Fusi dengan Penguncian Magnetik CEA dan dipertahankan pada November 2010 di Perguruan Tinggi Doktoral École Polytechnique mengenai fenomena gangguan yang dapat terjadi selama operasi ITER.
Gangguan, fenomena yang sudah dikenal lama, adalah ketidakstabilan yang dapat berkembang di dalam plasma Tokamak. Dengan energi tinggi, gangguan ini menyebabkan kegagalan penguncian magnetik dan berubah menjadi loncatan listrik intensitas tinggi ke dinding ruang vakum, yang mengancam merusak dinding tersebut.
Disertasi berkualitas tinggi ini didasarkan pada 50 tahun kerja sama komunitas ilmiah global yang terdiri dari ribuan profesional di seluruh dunia, dan menjadi dasar yang diakui dari perdebatan ilmiah saat ini mengenai topik ini.
Ada banyak literatur tentang gangguan, khususnya dalam artikel-artikel yang diterbitkan secara rutin di jurnal "Nuclear Fusion". Mereka merupakan dasar fisika resmi dan publik dalam perancangan ITER.
Dengan menyadari bahwa artikel Tuan J.P. Petit hanya memilih kutipan-kutipan tertentu dari karya-karya yang secara tepat menunjukkan perhatian yang harus diberikan oleh komunitas ilmiah terhadap fenomena gangguan, kita tidak dapat menyimpulkan selain niat jelas untuk membangkitkan polemik politik dan kecurigaan dari Tuan J.P. Petit, dan tentu bukan hasil kerja ilmiah berkualitas yang dilakukan dalam semangat kritis konstruktif, yang bertujuan untuk mendorong perkembangan topik ini.
Kami merasa prihatin melihat bagaimana informasi ilmiah yang diterbitkan dalam jurnal internasional ternama, para penulisnya, serta pembaca artikel itu sendiri, dimanipulasi demi tujuan politik yang asing dari penelitian dan kemajuan pengetahuan.
Dengan perilaku semacam ini
tidak jujur secara intelektual
, Tuan J.P. Petit secara otomatis mencabut dirinya dari perdebatan, baik ilmiah maupun sosial.
Dokumen ini bertujuan, di satu sisi, untuk menjawab poin-poin yang paling keliru dari analisis Tuan J.P. Petit, baik dari segi ilmiah maupun ketidaktahuan terhadap konteks penelitian secara umum, dan di sisi lain untuk memberikan pembaca kunci utama untuk memahami konteks tersebut dan peran tepat ITER dalam penelitian fusi magnetik selama dekade-dekade mendatang.
Analisis kritik Tuan J.P. Petit.
Argumen utama Tuan J.P. Petit adalah bahwa ITER tidak dapat bertahan terhadap gangguan, yang merupakan berhentinya plasma secara cepat. Mari kita analisis secara rinci kritik-kritik yang disampaikan dalam artikel (kutipan dari artikel ditulis miring).
Halaman 91, "Dari pembacaan ini, dapat disimpulkan bahwa fusi dengan penguncian magnetik dan fisika Tokamak, yang sangat kompleks, sama sekali tidak dikuasai oleh para teoritis. Tidak ada model yang mewakili perilaku plasma dalam mesin ini, dalam arti bahwa akan sangat sulit bahkan dengan superkomputer terkuat di dunia untuk mengelola masalah yang melibatkan 10²⁰ hingga 10²² partikel bermuatan listrik yang saling berinteraksi."
Pernyataan ini mengejutkan dari seseorang yang mengklaim sebagai "spesialis terkemuka dalam fisika plasma". Contoh teori dan model yang berfungsi dengan baik pada jumlah partikel besar sangat banyak. Ternyata, Magnetohidrodinamika (MHD) adalah ilmu yang memungkinkan deskripsi dinamika plasma atau fluida konduktor yang mengandung jumlah partikel sangat besar. Kekuatan komputasi yang tersedia saat ini bahkan memungkinkan simulasi dalam skala sebenarnya. Kecuali jika Tuan J.P. Petit menyangkal karya-karya komunitas ilmiah yang pernah ia ikuti lebih dari 20 tahun yang lalu, ia tidak dapat secara serius mendukung pernyataan bahwa simulasi sistem dinamis dengan banyak partikel tidak mungkin dilakukan.
Namun demikian, tidak ada yang pernah mengklaim bahwa Tokamak dirancang berdasarkan simulasi numerik. Secara praktis, spesifikasi teknis Tokamak terhadap gangguan didasarkan pada "hukum", disebut "hukum insinyur", yang berkaitan dengan energi dan waktu karakteristik dalam proses ini. Nilai-nilai yang dipilih untuk ITER telah diverifikasi melalui eksperimen yang dilakukan pada banyak Tokamak selama lebih dari setengah abad. Simulasi numerik gangguan baru muncul belakangan, khususnya dalam disertasi Tuan C. Reux yang sangat dibanggakan oleh Tuan J.P. Petit.
Faktanya, hasilnya sangat menggembirakan, meskipun akurasinya masih bisa ditingkatkan. Perlu ditegaskan kembali bahwa simulasi ini merupakan peningkatan dalam pemahaman plasma Tokamak, bukan dasar perancangan ITER, yang telah lama diverifikasi oleh "hukum insinyur" yang disebutkan sebelumnya.
Halaman 91: "Semua Tokamak di dunia, termasuk Tore Supra dan JET, telah menjadi tidak terkendali akibat berbagai penyebab yang sangat beragam."
Pernyataan ini jelas keliru dan benar-benar menyesatkan: Tore Supra dan JET berfungsi secara memuaskan dan sangat aman sejak 1988 dan 1983 masing-masing, yaitu lebih dari 20 tahun operasi untuk Tore Supra dan hampir 30 tahun untuk JET. Gangguan terjadi secara rutin di kedua mesin ini (seperti di semua mesin lainnya), tetapi tidak pernah menyebabkan kerusakan atau kehilangan penguncian produk beracun, seperti yang dibayangkan dalam skenario Tuan Petit. 30 tahun operasi tanpa insiden besar tentu bukan kondisi yang dapat disebut "tidak terkendali"!
Halaman 92: "gangguan ... menghasilkan gaya yang mampu membengkokkan struktur dinding seperti jerami kecil"
Elemen dinding pertama dan struktur Tokamak, khususnya ITER, tentu dirancang untuk tahan terhadap gaya yang dihasilkan oleh gangguan, bahkan yang paling kuat yang dapat dibayangkan. Elemen-elemen ini dirancang agar meminimalkan arus listrik yang mengalir selama gangguan, sehingga membatasi gaya tarik yang mungkin mereka alami. Selain itu, dalam situasi ekstrem yang menyebabkan kerusakan permukaan pada elemen-elemen ini, elemen-elemen tersebut dirancang agar dapat diganti.
Foto yang ditampilkan dalam artikel dan diambil dari disertasi (elemen Tore Supra yang rusak akibat gangguan) sangat ilustratif: ini adalah "jarum" (elemen dinding pertama) yang melengkung di Tore Supra akibat gangguan: telah diganti, jalur arus telah diperbaiki, dan Tore Supra berfungsi normal setelahnya!
Tentu saja, selama tahap pemanasan bertahap ITER, situasi semacam ini akan terjadi dan cacat yang terdeteksi akan diperbaiki, seperti yang terjadi dalam semua instalasi industri atau penelitian selama tahap awal operasi (lihat situasi CERN pada 2009). Jelas, mesin akan diuji dengan arus yang lebih rendah dari nilai nominal, untuk meminimalkan kerusakan potensial selama tahap penyesuaian ini.
Halaman 93: "petir yang terjadi di sana pasti akan mencapai 15 juta ampere (150 juta ampere pada penerusnya, DEMO). Dampak kekuatan seperti itu akan menembus ruang vakum. Lapisan Berilium ... akan menguap dan menyebarkan material yang terbuat darinya, bersamaan dengan tritium; beracun secara radiasi, yang terkandung dalam ruang"
Pernyataan ini dua kali salah. Dengan asumsi bahwa dalam kondisi ekstrem, terjadi lubang pada ruang vakum di ITER akibat gangguan, tidak akan ada pelepasan Berilium atau Tritium dari instalasi: ruang vakum dikelilingi oleh serangkaian penghalang penguncian, yang tidak terpengaruh oleh gangguan. Selain itu, DEMO pasti tidak akan beroperasi pada 150 MA, tetapi pada arus sekitar tingkat ITER (15-20 MA). Perluasan spekulatif dan tegas dari Tuan Petit menunjukkan ketidaktahuan mendalamnya terhadap fisika dan teknologi Tokamak.
Halaman 93: "gaya Laplace, yang diukur dalam ribuan ton, dapat membengkokkan struktur mesin, memaksa penggantian, bahkan pembangunan ulang total instalasi"
Mengukur gaya dalam ton sangat mengejutkan dari seseorang yang mengklaim sebagai fisikawan.
Gaya diukur dalam Newton, dan massa dalam gram atau ton. Gaya Laplace yang dihasilkan di ITER diperkirakan dapat mencapai miliaran Newton. Elemen struktur ITER dirancang untuk tahan terhadap gaya sebesar miliaran Newton—jadi tidak akan pernah perlu diganti. JET telah bertahan selama 30 tahun terhadap gangguan yang menghasilkan gaya sebesar miliaran Newton. Instalasi dibangun untuk menahan gaya sebesar itu tanpa deformasi.
Halaman 94: "tidak ada cara untuk mengekstrapolasi dan menggunakan data yang ada ... kejadian-kejadian ini, yang tak terhindarkan saat diterapkan, dapat menyebabkan kehancuran ITER sejak uji pertama"
Pernyataan tegas ini keliru. Memang ada cara dan kode yang sangat andal untuk memperkirakan arus "halo" yang terkait dengan gangguan, tingkat ketidakseimbangan arus dalam arah toroidal, serta gaya yang bekerja pada ruang vakum. Perkiraan ini didukung oleh basis data ("ITER disruption database") yang diperkaya oleh pengamatan pada banyak Tokamak dengan ukuran beragam. Seperti yang telah disebutkan, ada juga simulasi numerik MHD yang semakin akurat yang memungkinkan perkiraan independen tentang sifat halus gangguan, tetapi simulasi ini tidak digunakan untuk merancang ITER, karena keputusan yang diambil telah dibuat sebelum pengembangan teknik simulasi ini. Sekarang simulasi ini digunakan untuk pemahaman halus, verifikasi, dan bantuan dalam menentukan pengujian awal, eksperimen mendatang, dan pengoperasian hasilnya. Harus ditegaskan kembali bahwa pengujian awal ITER akan dilakukan dengan arus plasma yang lebih rendah (seperti pada mesin lain) dengan kenaikan daya bertahap, sehingga dalam situasi yang aman bagi integritas mesin.
Halaman 94: "berharap suatu hari bisa menjalankan Tokamak tanpa gangguan sama sekali sama tidak masuk akalnya dengan mempertimbangkan matahari tanpa letusan matahari, cuaca tanpa angin atau awan, memasak dalam panci yang penuh air tanpa pusaran"
Tokamak dapat beroperasi tanpa risiko gangguan jika plasma stabil terhadap mode MHD. Faktanya, ini adalah kondisi normal bagi sebagian besar Tokamak, dan ITER tidak akan terkecuali. Harus dihindari kekeliruan antara ketidakstabilan dan turbulensi. Gangguan disebabkan oleh ketidakstabilan yang sangat terdeterminasi. Jika plasma stabil terhadap ketidakstabilan ini, tidak ada alasan mengapa gangguan akan terjadi, mengingat reproduktibilitas fisika yang terdeterminasi. Poin penting ini telah dikonfirmasi oleh analisis basis data ITER yang disebutkan sebelumnya: tidak ada sifat acak dalam munculnya gangguan, meskipun fisika yang terlibat kompleks. Turbulensi (gambar panci) terkait dengan banyak ketidakstabilan skala kecil. Faktanya, turbulensi bersifat kacau. Ini tak terhindarkan, tetapi tidak menyebabkan gangguan. Gangguan dapat masuk ke dalam kondisi turbulensi, tetapi hanya setelah ketidakstabilan primer terpicu. Dalam hal ini, gambar yang ditampilkan oleh Tuan J.P. Petit sebagai ilustrasi tidak relevan: ini menggambarkan turbulensi yang sama sekali tidak ada hubungannya dengan gangguan.
Tentu saja, salah satu tujuan ITER adalah mengembangkan skenario stabil terhadap gangguan. Setelah skenario ini ditemukan, tidak ada alasan mengapa ia tiba-tiba menjadi gangguan.
Halaman 95: "gangguan dapat merusak elemen apa pun di Tokamak, termasuk sistem superkonduktor magnetisasi, yang perlu diingat menyimpan energi kapal induk Charles de Gaulle yang melaju 150 km/jam"
Pernyataan ini sekali lagi salah. Ruang vakum akan dilindungi oleh penutup yang dirancang untuk menghentikan neutron 14 MeV dari reaksi fusi, dan tentu saja elektron cepat dari gangguan, yang tidak akan mencapai magnet. Ulangi sekali lagi bahwa elemen struktur, termasuk magnet superkonduktor, dirancang untuk tahan terhadap gangguan. Energi yang terlibat dalam gangguan tidak ada hubungannya dengan energi magnet toroidal. Ini lebih merupakan energi dalam plasma (sekitar 350 MegaJoule untuk plasma ITER pada daya penuh) dan energi medan magnet disebut poloidal (sekitar 400 MJ)—keduanya tidak dilepaskan secara bersamaan—jadi tidak sebanding dengan 51 GigaJoule yang disebutkan, atau kapal induk apa pun yang melaju 150 km/jam, sekalipun Charles de Gaulle.
Halaman 95: "jika ingin memberikan gambaran tentang penerapan Tokamak, harus membayangkan seorang teknisi yang berhadapan dengan ketel dan beberapa alat ukur. Jika jarum salah satu alat menunjukkan sedikit getaran, satu-satunya tindakan yang bisa diambil adalah memadamkan api dengan selang pemadam kebakaran"
Sekali lagi, ketidaktahuan tentang apa itu Tokamak dan manipulasi fakta demi tujuan politik. Tore Supra dilengkapi dengan 40 alat ukur terus-menerus, JET sekitar 80, dan ITER akan memiliki lebih banyak lagi. Mengatakan "beberapa alat ukur" sangat meremehkan. Mengenai "selang pemadam kebakaran", perkiraan waktu yang tersedia untuk menghentikan atau memperlambat elektron cepat adalah sekitar 10 ms. Diperkirakan perlu menyuntikkan 10²² elektron per meter kubik untuk menghentikan "dengan lembut" (lihat dokumen referensi "ITER Physics Basis" yang memberikan dasar perancangan fisik ITER, diterbitkan dalam Nuclear Fusion dan ditandatangani oleh seluruh komunitas global). Ini bukan tugas yang mustahil!
Faktanya, studi tentang penyuntikan gas dalam jumlah besar sebagai cara menghentikan elektron cepat adalah inti dari disertasi C. Reux. Teknik lain sedang diteliti oleh beberapa tim di seluruh dunia, termasuk salah satu dari CEA, untuk menentukan yang memberikan kinerja terbaik dengan biaya terendah.
Hasil saat ini menggembirakan, dan secara wajar dapat dipercaya bahwa satu, atau bahkan beberapa, metode inovatif ini, di luar yang sudah tersedia, akan siap pada 2019-2020 untuk plasma hidrogen pertama, dan jauh lebih siap pada 2026 dengan plasma deutrium-tritium pertama.
Halaman 95: "saya heran mengapa otoritas keselamatan nuklir tidak pernah menyebutkan bahaya ini..."
Sangat keliru memahami otoritas keselamatan nuklir dari 7 mitra ITER (Jepang, Korea Selatan, India, Tiongkok, Amerika Serikat, Federasi Rusia, Uni Eropa) dan Prancis dengan berpikir sejenak bahwa mereka bisa tidak pernah menyebutkannya, jika gangguan seberbahaya seperti yang dibayangkan Tuan Petit.
Kalimatnya yang merusak bertujuan membuat orang berpikir bahwa gangguan telah disembunyikan dari berbagai lembaga evaluasi. Tidak ada yang seperti itu. Gangguan dibahas secara luas dalam literatur, khususnya lebih dari 35 halaman dibahas dalam "ITER Physics Basis", diterbitkan dalam jurnal Nuclear Fusion pada tahun 2007 (melengkapi laporan awal tahun 1999).
Publikasi internasional tentang topik ini jumlahnya ratusan. Menyiratkan bahwa topik ini dihindari, bahkan disembunyikan, bertentangan dengan kenyataan.
Yang mengejutkan adalah bahwa Tuan J.P. Petit, yang mengklaim pendekatan ilmiah, mendukung pernyataannya yang tegas terutama berdasarkan pembacaan dangkal terhadap karya disertasi Tuan Reux, dan mengabaikan dengan sombong ribuan halaman yang dibahas tentang gangguan dalam jurnal ilmiah yang diakui secara luas. Kita tidak bisa tidak heran atas keheranannya.
Setelah menunjukkan keberlebihan pernyataan Tuan Petit, sekarang perlu menjawab secara ringkas pertanyaan sah publik tentang proyek penelitian ITER: bagaimana sebenarnya operasi Tokamak ITER dan posisinya terhadap gangguan?
Penelitian fusi magnetik dan peran ITER
Penelitian fusi nuklir melalui penguncian magnetik adalah penelitian yang disebut "sosial", dalam arti bahwa ia mengumpulkan keterampilan ilmiah dan teknis yang sebisa mungkin koheren untuk mencapai tujuan tunggal, yaitu mengembangkan sumber energi berdasarkan prinsip fusi dua inti ringan dalam kondisi seaman mungkin. Tuan Petit dalam pengantar menyebutkan dengan tepat bahwa, secara ringkas, kita bisa berbicara tentang domestikasi energi fusi di Bumi, energi yang dihasilkan di bintang, khususnya di Matahari. Tugas besar yang ingin kita kerjakan!
Tantangan ini, karena memang merupakan tantangan, pertama-tama adalah memverifikasi bahwa reaksi semacam itu dapat dilakukan di Bumi, dan lebih jauh lagi, bahwa dapat dilakukan dalam skala manusia. Kabar baik, hasil nyata dan luar biasa dari komunitas ilmiah adalah bahwa memang mungkin menemukan titik operasi untuk reaksi fusi nuklir yang sesuai dengan realisasi "manusia".
Dengan kata lain, perancangan fisika yang digunakan menunjukkan bahwa reaktor jenis ini dapat dibuat dalam instalasi industri yang setara