ASDEX Upgrade
| ASDEX Upgrade | |
|---|---|
| Axially Symmetric Divertor Experiment | |
.jpg) Bagian perangkat ASDEX Upgrade di Garching (foto: Nico Kaiser, 2007). | |
| Identitas | |
| Jenis | Tokamak penelitian |
| Pengelola | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik |
| Lokasi | Garching, Jerman |
| Operasi dan penelitian | |
| Plasma pertama | 21 Maret 1991 |
| Bahan permukaan dalam | Wolfram pada seluruh permukaan yang menghadap plasma sejak 2007 |
| Fokus penelitian | Pengurungan plasma, pembuangan panas dan kendali operasi |
| Program kerja sama | EUROfusion |
| Situs web | ipp.mpg.de/asdex |
ASDEX Upgrade (AUG, dari bahasa Inggris Axially Symmetric Divertor Experiment) adalah tokamak penelitian fusi nuklir di Garching, Jerman. Tokamak menggunakan medan magnet untuk menahan plasma, yaitu gas sangat panas yang partikel-partikelnya bermuatan listrik, di dalam ruang berbentuk cincin. ASDEX Upgrade dipakai untuk mempelajari cara mempertahankan plasma dan melindungi bagian dalam perangkat dari panasnya. Perangkat ini dioperasikan oleh Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) dan menghasilkan plasma pertama pada 21 Maret 1991.[1][2]
Percobaan di AUG membahas persoalan yang juga dihadapi rancangan tokamak lebih besar, terutama cara mengeluarkan panas dan partikel dari tepi plasma tanpa merusak dinding. Hasilnya digunakan sebagai bahan penelitian untuk ITER dan rancangan pembangkit demonstrasi Eropa yang disebut DEMO. AUG sendiri merupakan perangkat eksperimen, bukan pembangkit listrik. Kerja sama internasionalnya antara lain berlangsung melalui program EUROfusion, sedangkan pengoperasian perangkat tetap dilakukan oleh IPP.[3][4]
Sejarah dan rancangan
[sunting | sunting sumber]ASDEX Upgrade dibangun setelah tokamak ASDEX yang lebih dahulu digunakan di Garching. Pada perangkat sebelumnya, peneliti telah menunjukkan manfaat divertor, yakni bagian yang mengarahkan lapisan luar plasma ke pelat khusus. ASDEX Upgrade dirancang agar sifat plasma dan beban pada dinding lebih mendekati persoalan yang akan dihadapi perangkat fusi besar. Kata Upgrade dalam namanya merujuk pada pengembangan rancangan eksperimen tersebut. Alat pemanas dan alat ukurnya juga dibuat lebih luas kemampuannya sehingga peneliti dapat mencoba berbagai keadaan plasma.[2]
Medan magnet menjaga sebagian besar plasma panas agar tidak menyentuh dinding ruang percobaan. Namun, partikel dan energi tetap bergerak keluar dari tepi plasma. Divertor memberi jalur bagi aliran itu menuju pelat yang memang disiapkan untuk menahan panas dan dapat didinginkan. Dengan cara ini, peneliti dapat mempelajari dua kebutuhan sekaligus: mempertahankan panas di bagian tengah plasma dan membuang panas serta pengotor di tepinya. Nama ASDEX berasal dari istilah bahasa Inggris untuk eksperimen divertor yang simetris terhadap sumbu perangkat.[2][1]
ASDEX Upgrade memiliki berbagai cara untuk menambahkan energi ke plasma, termasuk berkas atom netral dan gelombang elektromagnetik. Peneliti dapat mengubah pemanasan, pasokan gas serta bentuk medan magnet untuk melihat bagaimana plasma bereaksi. Ukuran plasma dan kemampuan pemanasan perangkat dicatat dalam tinjauan penelitian 2024, tetapi kondisi tiap percobaan dipilih sesuai pertanyaan yang sedang diuji. Banyaknya alat ukur memungkinkan peneliti membandingkan keadaan di bagian tengah, tepi dan daerah divertor selama satu percobaan berlangsung.[3]
Dinding wolfram dan pembuangan panas
[sunting | sunting sumber]Bagian dalam tokamak pernah dilapisi bahan yang mengandung karbon. Mulai 1996, IPP menggantinya secara bertahap dengan wolfram, logam yang tahan suhu tinggi. Pada 2007, permukaan terakhir yang menghadap plasma telah diganti sehingga perangkat memakai permukaan wolfram secara menyeluruh. Perubahan ini penting karena bahan dinding dapat terkikis dan memasuki plasma. Pengalaman AUG kemudian memberi data tentang penggunaan wolfram pada perangkat fusi, termasuk persoalan yang mungkin muncul bila logam itu masuk ke pusat plasma.[2][5]
Wolfram yang terlepas dari dinding dapat menyebabkan plasma kehilangan energi melalui pancaran radiasi. Karena itu, memasang dinding yang lebih tahan panas tidak otomatis membuat operasi menjadi lebih mudah. Peneliti perlu mengatur pemanasan di bagian tengah dan pasokan gas di tepi agar jumlah wolfram yang masuk tetap terkendali. Kajian operasi AUG tahun 2025 menjelaskan bahwa cara menyiapkan permukaan dalam serta pengaturan sebelum tiap percobaan ikut memengaruhi hasil. Dengan demikian, kondisi dinding merupakan bagian dari penelitian plasma, bukan sekadar urusan perawatan mesin.[5]
Masalah lain adalah panas yang terkumpul pada pelat divertor. Menambahkan gas tertentu di tepi plasma dapat membuat sebagian energi terpancar sebelum mencapai pelat, sehingga beban panasnya berkurang. Namun, pendinginan tepi harus diatur agar bagian tengah plasma tetap cukup panas untuk tujuan percobaan. Penelitian AUG membandingkan beberapa cara membagi beban tersebut, termasuk perubahan jumlah gas dan posisi daerah tempat plasma mendekati pelat. Pertanyaan ini penting bagi ITER dan DEMO karena ukuran serta daya kedua rancangan itu berbeda dari AUG.[6][3]
Tinjauan hasil AUG pada 2024 juga membahas keadaan ketika sebagian besar panas dipancarkan dari daerah dekat divertor. Tujuannya ialah mengurangi energi yang langsung menghantam pelat tanpa kehilangan kemampuan menahan panas pada plasma utama. Penelitian tersebut menggabungkan pengukuran dan model komputer untuk memahami kapan suatu keadaan dapat dipertahankan. Hasil pada AUG membantu menyusun cara pengujian berikutnya, tetapi pilihan divertor untuk perangkat yang lebih besar masih perlu dinilai dengan kondisi dan ukuran perangkat itu sendiri.[3]
Kendali plasma
[sunting | sunting sumber]Plasma dapat berubah cepat selama percobaan. Sistem kendali AUG membaca alat ukur lalu menyesuaikan pemanasan, pasokan gas atau pengaturan lain ketika diperlukan. Proses ini disebut kendali umpan balik: tindakan yang diambil ditentukan oleh keadaan plasma yang sedang terukur. Dalam penelitian 2024, tim AUG menjelaskan bagaimana cara tersebut dipakai untuk mengatur kerapatan partikel dan kandungan energi plasma. Sistem kendali juga membantu percobaan yang sengaja mendekati batas operasi, saat perubahan kecil dapat membuat plasma menjadi tidak stabil.[7]
Salah satu keadaan yang hendak dicegah adalah disrupsi, yaitu hilangnya pengurungan plasma secara mendadak. Percobaan pada AUG, TCV dan JET meneliti tanda ketika kerapatan plasma mendekati batas yang dapat memicu gangguan semacam ini. Berdasarkan tanda tersebut, sistem kendali dapat mengubah pasokan gas atau pemanasan sebelum keadaan memburuk. Makalah bersama tahun 2025 melaporkan bahwa cara menghindari gangguan melalui kendali berkelanjutan telah tersedia untuk percobaan rutin di AUG dan TCV. Perbandingan antarmesin membantu menilai apakah pendekatan tersebut dapat digunakan lebih luas.[8]
Pembaruan perangkat
[sunting | sunting sumber]ASDEX Upgrade menjalani masa perawatan besar yang dimulai pada Agustus 2022. Salah satu pekerjaan utamanya adalah memasang divertor atas baru beserta dua kumparan magnet di dalam ruang percobaan, modul divertor dan pompa kriogenik. Kumparan memungkinkan peneliti mengubah bentuk jalur medan magnet dekat divertor. Dengan bentuk yang berbeda, panas dapat diarahkan ke wilayah pelat yang lebih luas atau dipancarkan sebelum mencapai permukaan. Makalah teknik 2025 menjelaskan pemasangan komponen tersebut serta pemeriksaan yang diperlukan sebelum digunakan dalam eksperimen.[9]
Menurut laporan IPP, perangkat kembali beroperasi pada November 2024 setelah masa perawatan sekitar dua tahun. Sambungan listrik untuk kumparan baru mulai dapat dipakai pada musim semi 2025. Dengan demikian, penyalaan ulang perangkat dan percobaan yang memanfaatkan seluruh kemampuan divertor baru berlangsung pada tahap yang berbeda. Pada Juli 2025, IPP melaporkan bahwa beberapa bentuk divertor alternatif telah dapat diuji. Hasil awal membantu menilai cara menyebarkan panas, tetapi pemilihan rancangan terbaik memerlukan percobaan lebih lanjut.[10][11]
Peran dalam penelitian fusi Eropa
[sunting | sunting sumber]EUROfusion mengoordinasikan penelitian pada sejumlah tokamak Eropa, termasuk AUG, agar kemampuan masing-masing perangkat saling melengkapi. Ada mesin yang lebih sesuai untuk mempelajari pulsa panjang dan ada yang memberi pilihan bentuk plasma atau divertor berbeda. Dalam kerja sama ini, data AUG dipakai untuk meneliti pengurungan plasma, kestabilan dan pembuangan panas. Tinjauan program EUROfusion tahun 2024 menempatkan percobaan tersebut dalam upaya menyiapkan operasi ITER serta rancangan DEMO. Keikutsertaan dalam program bersama tidak mengubah status AUG sebagai perangkat yang dikelola IPP di Jerman.[4][1]
Sumbangan AUG terutama berupa hasil percobaan yang dapat dibandingkan dengan teori dan pengukuran dari perangkat lain. Misalnya, pengalaman bertahun-tahun menggunakan dinding wolfram menunjukkan cara bahan dinding memengaruhi pemanasan serta kebersihan plasma. Pengembangan divertor dan kendali plasma memberi data mengenai cara mengurangi beban panas serta menghindari gangguan. Hasil tersebut tidak berarti bahwa AUG telah memperagakan pembangkitan listrik. Peneliti masih perlu menguji sejauh mana temuan pada tokamak penelitian berlaku pada perangkat yang lebih besar dan beroperasi dengan syarat berbeda.[5][3][4]
Lihat pula
[sunting | sunting sumber]Referensi
[sunting | sunting sumber]- 1 2 3 "ASDEX Upgrade". Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (dalam bahasa Jerman). Diakses tanggal 2026-10-13.
- 1 2 3 4 "30 years of ASDEX Upgrade: Blueprints for the fusion power plant". Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. 2021-03-10. Diakses tanggal 2026-10-13.
- 1 2 3 4 5 Zohm, Hartmut (2024). "Overview of ASDEX upgrade results in view of ITER and DEMO". Nuclear Fusion. 64 (11). doi:10.1088/1741-4326/ad249d. Diakses tanggal 2026-10-13.
- 1 2 3 Joffrin, E. (2024). "Overview of the EUROfusion Tokamak Exploitation programme in support of ITER and DEMO". Nuclear Fusion. 64 (11). doi:10.1088/1741-4326/ad2be4. Diakses tanggal 2026-10-13.
- 1 2 3 Kallenbach, Arne (2025). "Operation of the ASDEX Upgrade tokamak". Plasma Physics and Controlled Fusion. 67 (8). doi:10.1088/1361-6587/adf257. Diakses tanggal 2026-10-13.
- ↑ "Keeping them clean: High-power plasmas for ITER". Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. 2010. Diakses tanggal 2026-10-13.
- ↑ Kudlacek, O. (2024). "Overview of advances in ASDEX Upgrade plasma control to support critical physics research for ITER and beyond". Nuclear Fusion. 64 (5). doi:10.1088/1741-4326/ad3472. Diakses tanggal 2026-10-13.
- ↑ Sieglin, B. (2025). "H-Mode density limit disruption avoidance in ASDEX Upgrade, TCV and JET". Fusion Engineering and Design. 215. doi:10.1016/j.fusengdes.2025.114961. Diakses tanggal 2026-10-13.
- ↑ Zammuto, Irene (2025). "Final implementation of the new upper divertor with coils in ASDEX Upgrade". Fusion Engineering and Design. 215. doi:10.1016/j.fusengdes.2025.115028. Diakses tanggal 2026-10-13.
- ↑ ASDEX Upgrade Letter (PDF) (Laporan). Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. 2025. Diakses tanggal 2026-10-13.
- ↑ "ASDEX Upgrade Letter 26 now available". Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. 2025-07-26. Diakses tanggal 2026-10-13.
.jpg){kind=link}