Kemacetan Itu Nyata
Kami terus berbicara tentang energi fusi seperti tagihan utilitas masa depan. Membersihkan. Tak ada habisnya. Cawan suci fisika.
Itu belum terjadi. Sebagian besar karena kita tidak mendapatkan cukup bahan bakar. Khususnya tritium. Isotop hidrogen radioaktif. Langka. Tidak stabil. Membusuk dalam dua belas tahun.
Alam hampir tidak mampu melakukannya. 44 pon setahun. Di seluruh Bumi. Anda tidak dapat menjalankan reaktor dengan itu. Bahkan tidak dekat.
Para ilmuwan biasanya menghancurkan litium dengan neutron untuk menghasilkan tritium di pembangkit listrik tenaga nuklir yang ada. Ini berhasil, semacam itu. Tapi kandungan kimia di dalam reaktor itu? Kacau. Superkomputer klasik tersedak karenanya. Perhitungannya terlalu berantakan. Elektron menolak untuk duduk diam.
Masuki Binatang Hibrida
Sebuah tim dari IBM dan Oak Ridge National Lab (ORNL) memutuskan untuk melakukan kecurangan. Atau mungkin berinovasi. Tergantung pada siapa Anda bertanya.
Mereka tidak hanya menggunakan satu jenis komputer. Mereka menggunakan strategi kelompok hyena. Superkomputer yang digerakkan oleh AI (Frontier) melakukan pekerjaan berat pada struktur. Kemudian mereka memindahkan bagian mekanika kuantum yang paling sulit ke prosesor kuantum IBM Heron di New York.
Ini terjadi pada tanggal 29 Juni. Hasilnya masuk ke server pracetak arXiv. Belum ditinjau oleh rekan sejawat, ingatlah. Tapi signifikan.
Apa yang mereka modelkan? FLiBe. Garam cair. Fluor, litium, berilium. Ini seharusnya menjadi “selimut” di sekitar reaksi fusi. Ini melindungi dinding reaktor dan menghasilkan lebih banyak tritium ketika neutron menghantamnya. Kedengarannya bagus di atas kertas.
Masalahnya adalah tritium itu pilih-pilih.
Soal Kimia
Tritium mungkin menyerap fluor. Berita buruk. Anda mendapatkan tritium fluorida. Korosif. Keras kepala. Itu menempel. Anda tidak dapat membersihkannya dengan mudah.
Atau tritium mungkin terikat dengan dirinya sendiri. Kabar baik. Itu menggelembung seperti gas. Anda mengumpulkannya.
Yang mana yang terjadi? Kami tidak mengetahui secara pasti. Ketepatan yang diperlukan untuk memprediksi tarian atom ini melebihi kemampuan server standar. Para peneliti sendiri yang mengatakannya. Metode klasik tidak berhasil.
“Jika tritium menempel pada fluorin… ia bersifat korosif dan membandel. Memprediksi hal ini berarti memodelkan interaksi dengan presisi tinggi.”
Jadi mereka memecah-mecah perhitungannya. Sebuah teknik yang disebut penyematan berbasis fungsi gelombang. Kenneth Merz dari Klinik Cleveland membantu merintis hal ini. Dia baru-baru ini menggunakan metode serupa untuk memetakan protein dengan lebih dari 12.000 atom. Sekarang mereka mengaplikasikannya pada garam cair.
AI mengusulkan kandidat garam dari database. Superkomputer mensimulasikan strukturnya menggunakan Density Functional Theory (DFT). Bagian ini mahal dan lambat, jadi “pengganti” AI mempercepatnya. Terakhir, komputer kuantum memeriksa situs pengikatan. Bagian DFT salah.
Bukti Konsep
Mereka mengujinya. Mereka membandingkan model hibrida mereka dengan solusi klasik yang sudah dikenal.
Apakah itu cocok? Ya. Akurasi dipegang.
Ini sangat besar. Jika FLiBe berfungsi sebagaimana mestinya, air laut bisa menjadi bahan bakar tanpa batas. Deuterium berasal dari air. Tritium dibiakkan dalam selimut garam. Anda hanya perlu sejumlah kecil untuk memulai. Satu gram campuran deuterium-tritium sama dengan sekitar 2,40 galon minyak.
Empat kali lipat energi fisi modern. Jutaan kali batu bara.
Kendala teknis masih ada. Tokamak kurungan magnetik itu rumit. Menjaga plasma tetap stabil adalah sebuah bentuk seni. Tapi ini menghilangkan satu titik buta. Kita tahu bagaimana perilaku tritium sekarang. Kita hanya perlu membangun perangkat keras yang tahan terhadap panas.
Merz dan timnya berencana membuat model sistem yang lebih besar selanjutnya. Mereka ingin melihat apakah AI dapat mempersingkat proses penemuan selama berbulan-bulan. Mungkin bertahun-tahun.
Mengapa ini penting?
Karena kita memerlukan energi. Jaringan lama membakar batu bara. Yang baru menjanjikan sinar matahari dan angin tetapi kesulitan dengan penyimpanan. Fusi adalah jembatannya. Ia hanya duduk di sana, menunggu kita menemukan chemistry-nya.
Kami memiliki alatnya sekarang. Komputer tidak memberi kita reaktor. Tapi itu memberi kami peta. Dan untuk pertama kalinya, tujuannya terlihat dapat dijangkau.
