2023 Nature Ten People Out: Ilmuwan Wanita Pengapian Fusi Laser Ada Dalam Daftar!

Hari ini, jurnal ilmiah terkemuka internasional "Nature" (Nature) mengumumkan daftar sepuluh tokoh ilmiah teratas tahun 2023 (Nature's 10) - daftar ini dirancang untuk memilih 10 di tahun ini semua peristiwa ilmiah besar mendapat tempat dalam karakter, kewenangannya dan tugas-tugas ini telah menghasilkan serangkaian penemuan dan kemajuan yang menakjubkan.
Selain berita utama bahwa ChatGPT telah terpilih sebagai salah satu dari 10 Orang Terbaik Alam Tahun Ini, patut dicatat bahwa seorang ilmuwan wanita yang memiliki koneksi kuat dengan industri laser juga masuk dalam daftar tersebut. Dia adalah - "pengapian" fusi laser - Annie Kritcher (Annie Kritcher).
Annie Kritcher, fisikawan dan kepala perancang Fasilitas Pengapian Nasional AS, mengatakan bahwa fusi bukanlah pertanyaan tentang "jika", tetapi "kapan". Dia berharap laser akan berperan: "Saya ingin terlibat."
Alasan utama yang diberikan kepada Annie Kritcher dalam daftar 10 Alam adalah bahwa fisikawan tersebut membantu NIF menghasilkan reaksi nuklir yang sebelumnya hanya terlihat pada bom hidrogen dan bintang. “Fisikawan ini membantu mewujudkan perolehan energi pertama.”
Berikut ini lebih banyak tentang dia dari daftar Alam:
Fisikawan Annie Kritcher memasuki tahun 2023 dengan penuh optimisme.
Beberapa minggu yang lalu, dia membantu Fasilitas Pengapian Nasional (NIF) Departemen Energi AS mencapai tujuan yang gagal dicapai oleh laboratorium di seluruh dunia selama beberapa dekade: menyatukan atom-atom dengan sangat erat sehingga mereka mengalami fusi nuklir, menghasilkan lebih banyak energi daripada energi yang dihasilkan. reaksi mengkonsumsi.
Namun, setelah mencapai tonggak eksperimental ini, yang dikenal sebagai "pengapian", muncul tekanan untuk melakukannya lagi.
Fasilitas Pengapian Nasional (NIF) senilai $3,5 miliar di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California pada awalnya dirancang untuk memperkuat ilmu senjata nuklir. Kemajuannya juga dapat membantu mengembangkan fusi nuklir menjadi sumber energi yang aman, bersih, dan hampir tidak terbatas, dan keberhasilan eksperimen NIF tahun lalu mengejutkan banyak orang. Eksperimen "pengapian" terlambat satu dekade dari jadwal, dan beberapa orang mulai khawatir bahwa tujuannya tidak dapat dicapai. Sebagai perancang utama eksperimen fusi utama, Kritcher dan timnya segera membuktikan bahwa NIF dapat menghasilkan pengapian dengan andal.
Penelitian berisiko tinggi sering kali sulit dilakukan tanpa mengalami pasang surut: tim melakukan upaya berulang pertama kali pada bulan Juni, dengan hasil yang buruk. "Ini bisa menjadi gila dan saya menjadi stres." kata Kritcher.
Nah, pada percobaan berikutnya mereka berhasil. Pada tanggal 30 Juli, sinar laser 192-fasilitas tersebut mengirimkan energi sebesar 2,05 megajoule ke partikel beku isotop hidrogen deuterium dan tritium yang tersuspensi dalam silinder emas. Ledakan yang diakibatkannya menyebabkan isotop melepaskan energi saat mereka berfusi menjadi helium, menghasilkan suhu enam kali lebih panas dari inti matahari. Reaksi-reaksi ini menghasilkan rekor energi fusi sebesar 3,88 megajoule.
Fasilitas lain diperlukan untuk menghasilkan energi fusi yang cukup dalam jangka waktu yang lebih lama, terutama reaktor tokamak, yang menggunakan medan magnet kuat untuk membatasi reaksi fusi. Teknologi ini dikembangkan oleh proyek ITER senilai $22 miliar, sebuah kolaborasi internasional. Namun, hingga pencapaian NIF, belum pernah ada laboratorium yang menghasilkan reaksi fusi dengan kapasitas melebihi konsumsinya (yaitu, "keuntungan bersih").
Kritcher dan timnya menindaklanjuti kesuksesan mereka pada bulan Juli dengan dua upaya penyalaan lagi pada bulan Oktober, berhasil dalam empat dari enam upaya. Mereka sedang mempersiapkan kapasitas "keuntungan bersih" yang lebih tinggi tahun depan. Dalam prosesnya, para ilmuwan NIF telah membuka pintu bagi penelitian dan membantu memicu gelombang optimisme mengenai masa depan energi fusi.
NIF dirancang untuk membantu para ilmuwan pemerintah memastikan keamanan dan keandalan persenjataan nuklir AS tanpa perlu melakukan uji ledakan, namun bukan hal itu yang awalnya membuat Kritcher tertarik pada laboratorium tersebut. dia mulai meneliti energi fusi selama magang musim panas di Livermore pada tahun 2004, dan dengan cepat mengarahkan perhatiannya pada NIF sebagai salah satu dari sedikit tempat di bumi di mana reaksi fusi dipelajari, sebelum dia memulai studi pascasarjana. salah satu dari sedikit tempat di planet ini yang mempelajari reaksi fusi.
Dia bergabung dengan NIF pada tahun 2012 dan menjadi desainer utama pada tahun 2016. Sejak itu, dia memimpin tim yang menganalisis data eksperimen dan menggunakan model komputer untuk merancang eksperimen yang bertujuan mencapai dan meningkatkan hasil fusi dengan menyesuaikan parameter seperti ukuran dan konfigurasi target. dan energi serta waktu berbagai sinar laser. Setelah timnya menyelesaikan desain, tim eksperimental laboratorium mengambil alih penembakan laser dan mengumpulkan data.
Roger Falcone, fisikawan di Universitas California, Berkeley, mengatakan, "Anne adalah siswa berprestasi yang mengabdikan dirinya pada pekerjaannya." Dia mulai bekerja dengan Kritcher ketika dia masih mahasiswa pascasarjana dan melanjutkan pekerjaan awalnya di NIF. Selama waktu itu, katanya, dia menunjukkan kehebatannya dalam merancang eksperimen laser yang dirancang untuk menguji bagaimana material berperilaku ketika dikompresi pada suhu dan tekanan ekstrim.
Keterampilan tersebut menempatkan Kritcher sebagai inti program fusi pada tahun 2016. Pada saat itu, hasil energi dari eksperimen fusi mengalami stagnasi, dan Kepala Ilmuwan NIF Omar Hurricane ingin merintis jalur baru. Dan Kritcher melangkah maju dengan gagasan yang menurut Hurricane, "Dia terlibat sepenuhnya." Dari sana, ia menjadi salah satu desainer utama NIF.
Kritcher dan timnya menghabiskan beberapa tahun berikutnya menganalisis data dan membuat penyesuaian desain terhadap hasil eksperimen besar NIF. Selain melakukan berbagai perubahan pada target, mereka dapat memanfaatkan peningkatan tersebut untuk meningkatkan keseluruhan energi laser yang tersedia. Hasilnya, mereka berhasil mencapai fusi dengan keteraturan yang semakin meningkat.
Dengan adanya target pengapian formal, Kritcher mulai mengerjakan serangkaian eksperimen baru yang bertujuan untuk meningkatkan hasil lagi dengan memasukkan lebih banyak energi laser ke dalam kapsul target yang lebih tebal. Hal ini dapat mewakili satu langkah maju dalam tujuan NIF untuk mencapai hasil puluhan terajoule atau lebih.
Dalam jangka panjang, dia yakin bahwa dengan beberapa peningkatan, fasilitas tersebut akan mampu mencapai tujuannya dan meningkatkan hasil panen hingga tingkat tertentu, sehingga memungkinkan para ilmuwan untuk mulai mengerjakan prototipe reaktor energi fusi laser. Ini bukan pertanyaan “apakah” energi fusi akan terjadi, katanya, namun “kapan”, dan dia berharap laser akan bekerja.
“Saya pikir ini kemungkinan yang besar,” katanya, “dan saya ingin terlibat.”