WEST
WEST (dari W Environment in Steady-state Tokamak) adalah tokamak penelitian di pusat CEA Cadarache, Prancis, yang menggunakan pelapis wolfram dan divertor berpe…
| WEST | |
|---|---|
| W Environment in Steady-state Tokamak | |
 Ruang plasma WEST, dipotret dengan lensa sudut lebar oleh Christopher Roux (EUROfusion). | |
| Identitas | |
| Jenis | Tokamak penelitian dengan divertor dan pelapis wolfram[1] |
| Lokasi | Pusat CEA Cadarache, Prancis[2] |
| Asal perangkat | Perubahan dari tokamak Tore Supra[1] |
| Operasi | |
| Plasma pertama sebagai WEST | 14 Desember 2016[3] |
| Pencapaian pulsa | 1.337 detik pada 12 Februari 2025[4] |
| Situs resmi | irfm.cea.fr |
| Lama pulsa mengukur durasi plasma, bukan listrik yang dihasilkan. | |
WEST (dari W Environment in Steady-state Tokamak) adalah tokamak penelitian di pusat CEA Cadarache, Prancis, yang menggunakan pelapis wolfram dan divertor berpendingin untuk mempelajari interaksi antara plasma dan dinding ruang hampa.[1] Mesin ini berasal dari perubahan tokamak Tore Supra, yang sebelumnya memiliki konfigurasi pembatas plasma berbeda. Program WEST mendukung persiapan operasi ITER dan menjadi salah satu perangkat yang dipakai dalam kerja riset EUROfusion terkait pembuangan panas serta partikel.[2][5]
Hubungan WEST dengan Uni Eropa mencakup pendanaan pembangunan ulang melalui dana pembangunan regional Eropa serta penggunaan mesin dalam program eksperimen fusi bersama.[6][5] CEA tetap menjadi pengelola fasilitas di Prancis. WEST bukan nama lain bagi ITER dan tidak dirancang untuk memasok listrik; perangkat itu menguji komponen serta keadaan plasma yang dapat mengurangi ketidakpastian rancangan mesin fusi berikutnya.[2]
Asal-usul dan perubahan Tore Supra
Tore Supra telah beroperasi sejak akhir 1980-an dengan magnet superkonduktor dan komponen yang dapat didinginkan secara aktif. Sifat tersebut memungkinkan pulsa plasma yang panjang, tetapi bentuk semula memakai pembatas, bukan divertor seperti rancangan ITER.[1] Dalam konfigurasi pembatas, sebagian besar kontak plasma dengan bahan padat terjadi pada daerah pembatas. Perubahan menjadi WEST memindahkan pusat penelitian ke daerah divertor, tempat garis medan membawa energi dan partikel ke komponen yang dapat diamati serta diganti.[7]
Proyek perubahan dimulai pada 2013. Pelapis karbon pada bagian yang berhadapan dengan plasma diganti dengan bahan berbasis wolfram, sedangkan geometri magnetik diubah agar terbentuk titik X dan aliran tepi menuju divertor.[7] Makalah rancangan 2014 menggambarkan komponen monoblock, yaitu unsur wolfram yang mengelilingi saluran pendingin, sebagai pilihan yang mendekati teknologi divertor ITER. Perubahan ini memungkinkan bahan diuji dalam plasma nyata, bukan hanya pada perangkat uji panas terpisah.[7]
WEST menghasilkan plasma pertama pada 14 Desember 2016. Pada akhir 2017 mesin mencapai plasma dengan titik X, sebuah tonggak bagi pengoperasian divertor yang baru. Peresmian fasilitas dilakukan pada April 2018; CEA menyebut dukungan dana regional Eropa, negara Prancis, wilayah Provence-Alpes-Côte d'Azur, dan pemerintah daerah.[3][6] Tanggal plasma pertama, plasma bertitik X, dan peresmian adalah tiga peristiwa berbeda, sehingga tidak boleh disamakan dengan tanggal pemasangan seluruh komponen divertor tahap berikutnya.
Perubahan dari Tore Supra memanfaatkan prasarana yang sudah dikenal para operator sambil mengubah persoalan ilmiah utamanya. Dalam tokamak berdivertor, aliran partikel dari tepi diarahkan melalui daerah medan tertentu ke bagian yang dirancang menerima beban. Para peneliti dapat mengubah kedudukan titik tumbuk dan memeriksa bagaimana panas tersebar pada permukaan wolfram.[7] Kemampuan itu menjadikan WEST tempat untuk menilai bukan hanya ketahanan satu ubin, tetapi juga hubungan antara geometri plasma, pendinginan, dan keadaan dinding sesudah banyak percobaan.[2]
Perangkat dan program ilmiah
Wolfram dipilih karena dapat menghadapi suhu leleh yang tinggi, tetapi keberadaannya di dalam plasma harus dikendalikan. Atom berat yang terlepas dari dinding dapat memancarkan energi dan menurunkan keadaan plasma yang diinginkan.[8] Pendinginan aktif di belakang komponen menghadapi persoalan lain: bahan harus menyalurkan panas secara berulang tanpa retak atau gagal pada sambungan. WEST memungkinkan peneliti mengamati kerusakan, erosi, serta pemindahan bahan setelah paparan berulang, termasuk pemeriksaan komponen yang dilepas dari mesin.[2]
Program riset WEST mempunyai dua sasaran yang berkaitan. Sasaran pertama menguji komponen yang mirip divertor ITER dalam aliran panas dan partikel. Sasaran kedua mencari cara mempertahankan plasma dengan pulsa panjang di lingkungan dinding logam.[2] Pulsa yang panjang memberi waktu bagi dinding dan pendingin mendekati keadaan termal yang lebih mapan, sehingga persoalan yang tidak terlihat dalam pulsa pendek dapat diamati. Namun, durasi panjang pada daya rendah tidak dengan sendirinya membuktikan bahwa suatu bahan tahan pada daya tinggi dalam durasi sama.[4]
Untuk mengendalikan plasma, WEST memakai pemanasan melalui gelombang radio dan sistem pengaturan medan magnet. Sebagian arus plasma dapat didorong oleh gelombang frekuensi hibrida rendah, yang membantu mempertahankan pulsa lama.[4] Sistem diagnostik mengikuti suhu, kerapatan, emisi, serta keadaan komponen yang menghadap plasma. Peneliti kemudian menghubungkan pengukuran tersebut dengan lokasi tumbukan energi pada divertor. Kajian tahap operasi pertama melaporkan pengujian unit divertor serupa ITER serta cara mesin menyesuaikan operasi dalam lingkungan seluruhnya berlapis logam.[8]
Energi yang masuk melalui pemanas tidak seluruhnya tersimpan di pusat plasma. Sebagian dilepaskan sebagai radiasi elektromagnetik, sebagian lagi bergerak bersama partikel menuju dinding dan divertor.[8] Perbandingan kedua jalur itu membantu menjelaskan mengapa penurunan beban pada satu bagian tidak selalu berarti penurunan total energi yang perlu dibuang. Pengaturan bahan bakar dan pengotor juga mengubah jalur keluarnya energi. Dalam beberapa keadaan, meningkatkan pancaran dari daerah tepi dapat membantu menyebarkan beban, tetapi kadar wolfram di pusat plasma harus tetap dikendalikan agar pemanasan tidak hilang terlalu cepat.[8][9]
Sejak pemasangan divertor wolfram berpendingin aktif yang lebih lengkap pada 2021, penelitian beralih ke paparan dengan fluks partikel dan panas yang lebih relevan bagi ITER.[10] Tinjauan ilmiah yang terbit pada 2026 menyebut percobaan dengan aliran panas hingga 12 megawatt per meter persegi pada divertor dan paparan partikel yang besar. Makalah itu juga melaporkan retakan pada bagian atas beberapa blok wolfram, meskipun menurut penulis fungsi pembuangan panas belum terganggu dalam keadaan yang diuji.[9]
Eksperimen bahan tidak hanya menilai apakah komponen tetap utuh. Deuterium atau hidrogen dapat tertahan di dekat permukaan wolfram, lalu keluar kembali ketika keadaan plasma berubah. Sebuah studi tahun 2025 memodelkan percobaan pergantian bahan bakar deuterium, hidrogen, dan deuterium pada divertor WEST untuk memahami penyimpanan serta pelepasan tersebut.[11] Temuan tentang penahanan bahan bakar berguna bagi perencanaan operasi mesin berikutnya, tetapi modelnya tetap perlu dicocokkan dengan pengukuran pada kondisi berbeda.
Lapisan bahan yang berpindah dari satu permukaan ke permukaan lain dapat menutupi bagian divertor dan mengubah tempat bahan bakar tertahan. Karena itu, jumlah deuterium yang terukur setelah pelepasan tidak cukup dijelaskan oleh suhu plasma saja; sejarah paparan dinding, pembersihan, serta bentuk aliran partikel ikut berpengaruh.[11] Kajian pemodelan memberi perkiraan lokasi penyimpanan yang dapat diuji pada komponen yang dilepas untuk diperiksa. Kaitan dengan ITER terletak pada perlunya mengelola persediaan bahan bakar dan umur komponen selama operasi berulang, bukan pada penyamaan ukuran dua tokamak tersebut.[2][11]
Hasil operasi dan penafsiran
Pada 12 Februari 2025, tim CEA-IRFM mempertahankan plasma hidrogen selama 1.337 detik, sekitar 22 menit. CEA melaporkan bahwa selama pulsa tersebut energi yang dimasukkan dan dikeluarkan dari mesin berjumlah sekitar 2,6 gigajoule.[4] Angka energi itu menunjukkan aliran energi selama percobaan, bukan energi listrik bersih yang diproduksi dari reaksi fusi. Pengumuman CEA juga menyatakan daya pemanasan sekitar dua megawatt untuk percobaan tersebut; penelitian selanjutnya diarahkan pada daya lebih tinggi sekaligus waktu operasi yang panjang.[4]
Lama 1.337 detik menunjukkan kemampuan gabungan sistem magnet, pemanas, pengukuran, dan kendali selama satu skenario. Ia tidak setara dengan ketahanan setiap komponen pada beban panas tertinggi yang pernah dicapai dalam percobaan lain.[4][9] Kajian 2026 membahas hasil paparan wolfram pada aliran panas besar dan mencatat retakan yang tetap harus ditafsirkan berdasarkan lokasi, jumlah siklus, dan keadaan pendingin. Kedua jenis hasil ini melengkapi penilaian rekayasa: pulsa panjang menguji kestabilan operasi, sedangkan paparan tinggi menguji kemampuan bahan menghadapi beban setempat.[9]
Pencapaian lama pulsa bergantung pada kendali aktif. Dalam percobaan 2025, salah satu unit pemasok gelombang berhenti selama pelepasan, tetapi pengaturan plasma memungkinkan pulsa berlanjut sebelum sistem pemanasan lain berhenti pada detik ke-1.337.[4] Peristiwa tersebut menunjukkan kegunaan pemantauan waktu nyata dan juga batas sebuah rekor durasi: hasilnya menggambarkan satu skenario operasi tertentu. Perbandingan antartokamak perlu mempertimbangkan jenis plasma, daya, dan bahan dinding, bukan lama pulsa saja.
Pada kampanye yang dimulai November 2025, CEA merencanakan pengujian lapisan wolfram pada komponen pembatas bersama ITER, percobaan rezim pengurungan lain dalam kelompok kerja EUROfusion, serta paparan partikel tinggi pada divertor.[12] Laman itu menjabarkan jadwal, bukan hasil lengkap kampanye. Ringkasan ilmiah tahun 2026 melaporkan hasil sampai 2025, termasuk kemajuan pulsa panjang dan paparan divertor, sehingga kedua jenis sumber perlu dibedakan saat menilai apa yang telah terlaksana.[9]
Kebutuhan penelitian juga mencakup pengamatan di antara pulsa. Foto dan pencitraan inframerah dapat menunjukkan perubahan pada permukaan yang menerima energi, sedangkan pengukuran ketika plasma menyala merekam kondisi yang menyebabkannya.[2][9] Pemisahan antara data sesaat dan pemeriksaan sesudah kampanye penting karena retakan atau erosi tidak selalu tampak dalam sinyal waktu nyata. Sebaliknya, perubahan penampilan permukaan tidak otomatis berarti komponen telah gagal berfungsi. Penafsiran yang kuat memerlukan keduanya bersama riwayat daya dan pendinginan.[9]
Kegiatan WEST adalah bagian dari pembagian kerja fasilitas fusi Eropa. Kajian EUROfusion tahun 2024 menempatkannya bersama ASDEX Upgrade, TCV, MAST-U, dan JET dalam kelompok eksploitasi tokamak, dengan kemampuan eksperimen yang saling melengkapi.[5] WEST menyumbang pengalaman operasi dengan dinding wolfram berpendingin aktif, sedangkan fasilitas lain menekankan kondisi medan, bentuk divertor, atau ukuran plasma yang berbeda. Hasil dari satu mesin perlu diuji bersama pengukuran dan model dari mesin lain sebelum diterapkan pada ITER maupun DEMO.[5][9]
Lihat pula
Referensi
- ^ a b c d "Presentation of WEST". Institut de recherche sur la fusion par confinement magnétique. CEA. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e f g h "Main mission of WEST". Institut de recherche sur la fusion par confinement magnétique. CEA. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b "WEST's First Plasma". CEA. 2017. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e f g "WEST sets a new plasma duration record". CEA-IRFM. 19 Februari 2025. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d "Overview of the EUROfusion Tokamak Exploitation programme in support of ITER and DEMO". Nuclear Fusion. 64 (11): 112019. 2024. doi:10.1088/1741-4326/ad2be4. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b "WEST inauguration". CEA-IRFM. April 2018. Diakses tanggal 2026-10-08.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ^ a b c d "The WEST project: Current status of the ITER-like tungsten divertor". Fusion Engineering and Design. 89: 1048–1053. 2014. doi:10.1016/j.fusengdes.2014.01.050. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d "Operating a full tungsten actively cooled tokamak: overview of WEST first phase of operation". Nuclear Fusion. 62. 2022. doi:10.1088/1741-4326/ac2525. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e f g h Bucalossi, Jerôme (2026). "Overview of the WEST contributions to the new ITER baseline and fusion power plants". Nuclear Fusion. 66: 116013. doi:10.1088/1741-4326/ae7615. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ IRFM Activity Report 2020-2023 (PDF) (Laporan). CEA-IRFM. 2024. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c "Modelling fuel retention in the W divertor during the D/H/D changeover experiment in WEST". Nuclear Materials and Energy. 45: 101999. 2025. doi:10.1016/j.nme.2025.101999. Diakses tanggal 2026-10-08.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - ^ "Start of WEST's new experimental campaign: first plasmas and new experiments". CEA-IRFM. 14 November 2025. Diakses tanggal 2026-10-08.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link)
Pranala luar
Content Disclaimer
Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.
- The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
- There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
- It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
- Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
- Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.